KR0185431B1 - Magnetic recording medium magnetic head and magnetic recording apparatus - Google Patents

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KR0185431B1
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carbon
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magnetic
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카쓰미 키우찌
에이신 야마카와
요시토 키다모토
마코토 와타나베
마사히로 타카기
아키라 키쿠찌
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세끼자와 다다시
후지쓰 가부시끼가이샤
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Abstract

정보를 기억하는 자기 기록층, 비자성 기판 상에 순차적으로 형성되는 자기 기록층의 손상을 방지하는 탄소계 보호층과 윤활층을 갖춘 자기 기록 매체에서, 탄소 보호층은 윤활층측이 자기기록층측보다 상대적으로 적은 수소함유량을 갖는다. 전자 변환소자를 탑재한 자기헤드 슬라이더에서, 적어도 슬라이딩면측에 탄소보호층을 적층하고 이 탄소계 보호층상에 윤활층을 형성한다. 정보를 기억하는 기록 매체와 이 기억 매체에/로부터 정보를 기록 또는 재생하는 자기헤드를 갖춘 기록장치에서, 초기층인 하부보다 표면층인 상부가 더 낮은 수소함유량을 갖는 탄소보호막을 기록매체 또는 자기헤드의 슬라이딩부에 형성한다.In a magnetic recording medium having a carbon-based protective layer and a lubricating layer which prevents damage to a magnetic recording layer storing information and a magnetic recording layer sequentially formed on a nonmagnetic substrate, the carbon protective layer has a lubricating layer side more than the magnetic recording layer side. It has a relatively low hydrogen content. In the magnetic head slider on which the electron converting element is mounted, a carbon protective layer is laminated at least on the sliding surface side, and a lubricating layer is formed on the carbon-based protective layer. In a recording apparatus having a recording medium for storing information and a magnetic head for recording or reproducing information to / from the storage medium, the recording medium or the magnetic head has a carbon protective film having a lower hydrogen content in the upper surface layer than the lower layer as the initial layer. It forms in the sliding part of.

Description

자기기록매체, 자기헤드 및 자기기록장치Magnetic recording media, magnetic heads and magnetic recording devices

제1a도, 제1b도는 본 발명의 실시예에 의한 자기기록매체를 종래구성과 비교하여 나타낸 모형단면도.1A and 1B are model cross-sectional views showing a magnetic recording medium according to an embodiment of the present invention in comparison with a conventional configuration.

제2도는 제1a도, 제1b도에 나타낸 본 발명의 실시예의 특성을 종래구성과 비교하여 나타낸 표.2 is a table showing the characteristics of the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1A and 1B in comparison with the conventional configuration.

제3도는 제2도의 결과를 그래프화한 도면.3 is a graph of the results of FIG. 2;

제4도는 수소함유량과 탄소계 보호막의 막 경도간의 관계를 나타낸 그래프.4 is a graph showing the relationship between the hydrogen content and the film hardness of the carbon-based protective film.

제5a도, 제5b도는 수소함유량이 서로 다른 2층을 연속 스퍼터하는 장치를 나타낸 모형도.5A and 5B are model views showing a device for continuously sputtering two layers having different hydrogen contents.

제6a도, 제6b도는 본 발명에 의한 자기기록매체의 제조방법과 비교하여 나타낸 자기기록매체의 모형단면도.6A and 6B are model cross-sectional views of the magnetic recording medium shown in comparison with the method for manufacturing the magnetic recording medium according to the present invention.

제7도는 제6a도, 제6b도에 나타낸 본 발명의 방법과 종래방법을 비교하여 나타낸 표.7 is a table comparing the method of the present invention shown in FIGS. 6A and 6B with the conventional method.

제8a도∼제8d도는 자외선 조사시간과 윤활제 부착량간의 관계를 나타낸 측정결과를 나타낸 도면.8A to 8D show measurement results showing the relationship between ultraviolet irradiation time and lubricant adhesion amount.

제9a도∼제9c도는 본 발명의 각종 실시예에 의한 자기헤드의 요부단면도.9A to 9C are cross-sectional views of principal parts of a magnetic head according to various embodiments of the present invention.

제10a도, 제10b도는 각각 평가용 자기헤드의 모형단면도.10A and 10B are model cross-sectional views of the magnetic head for evaluation, respectively.

제11a도, 제11b도는 수소함유량이 서로 다른 2층을 연속 스퍼터링하는 장치를 나타낸 모형도.11A and 11B are model views showing a device for continuously sputtering two layers having different hydrogen contents.

제12a도, 제12b도는 자외선조사에 의한 자기헤드 제조방법과 자외선조사 없는 자기헤드 제조방법을 비교하여 나타낸 모형단면도.12A and 12B are model cross-sectional views comparing the magnetic head manufacturing method by ultraviolet irradiation with the magnetic head manufacturing method without ultraviolet irradiation.

제13도는 종래의 박막형 자기헤드의 사시도.13 is a perspective view of a conventional thin film magnetic head.

제14도는 박막자기헤드의 양산방법을 나타낸 모형도.14 is a model showing a mass production method of a thin film magnetic head.

제15a도, 제15b도는 각각 슬라이더 블록상태(slider block state)를 나타낸 측면도.15A and 15B are side views showing a slider block state, respectively.

제16도는 본 발명에 의한 자기디스크장치용의 탄소보호막을 나타낸 단면도.Fig. 16 is a sectional view showing a carbon protective film for a magnetic disk device according to the present invention.

제17도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 자기디스크장치용의 탄소보호막을 나타낸 단면도.Fig. 17 is a sectional view showing a carbon protective film for a magnetic disk device according to another embodiment of the present invention.

제18도는 수소함유 탄소보호막의 CH4농도와 Id/Ig간의 관계를 나타낸 라만분광도.18 is Raman spectroscopy showing the relationship between the concentration of CH 4 and Id / Ig in a hydrogen-containing carbon protective film.

제19도는 수소함유 탄소보호막의 CH4농도와 막저항간의 관계를 나타낸 측정결과의 그래프.19 is a graph of the measurement results showing the relationship between the CH 4 concentration and the film resistance of the hydrogen-containing carbon protective film.

제20a도, 제20b도는 각각 수소함유 탄소보호막의 형성장치를 나타낸 측면도와 정면도.20A and 20B are side and front views each showing an apparatus for forming a hydrogen-containing carbon protective film.

제21도는 기판바이어스 전압인가법으로 제조된 자기디스크를 나타낸 단면도.Fig. 21 is a sectional view showing a magnetic disk manufactured by a substrate bias voltage application method.

제22도는 수소함유 탄소보호막이 기판바이어스 전압 인가법으로 제조되는 경우의 CH4 농도와 Id/Ig간의 관계를 나타낸 라만분광도.Fig. 22 is a Raman spectroscopy showing the relationship between CH4 concentration and Id / Ig when the hydrogen-containing carbon protective film is produced by the substrate bias voltage application method.

제23a도, 제23b도는 자기디스크상에서의 특성변동을 측정한 결과를 나타내며, 제23a도는 종래에, 제23b도는 본 발명에 의해 기판바이어스 전압을 인가한 예를 나타낸 도면.FIG. 23A and FIG. 23B show the results of measuring the characteristic variation on the magnetic disk. FIG. 23A shows the conventional example, and FIG. 23B shows an example in which the substrate bias voltage is applied according to the present invention.

제24도는 자기디스크의 탄소보호막 Cm의 막적항의 측정결과를 나타낸 도면.FIG. 24 shows the measurement results of the film term of the carbon protective film Cm of the magnetic disk. FIG.

제25도는 제22도와 마찬가지로 기판바이어스 전압인가법으로 수소함유 탄소보호막으로 제조할 경우, Id/Ig의 CH4농도 및 바이어스 전압에 대한 의존성을 평가하기 위하여 라만분광의 측정결과를 나타낸 도면.FIG. 25 is a view showing Raman spectroscopy measurement results in order to evaluate the dependence of Id / Ig on the CH 4 concentration and bias voltage when fabricating a hydrogen-containing carbon protective film by substrate bias voltage application as in FIG. 22.

제26도는 수직방향의 자장을 저감하기 위한 스퍼터링실내의 평면도.Fig. 26 is a plan view of a sputtering chamber for reducing the magnetic field in the vertical direction.

제27도는 기판온도를 저온으로 유지했을 경우의 CH4농도와 Id/Ig를 측정하여 얻어진 라만비를 나타낸 그래프.FIG. 27 is a graph showing Raman ratio obtained by measuring CH 4 concentration and Id / Ig when the substrate temperature is kept at a low temperature.

제28도는 자기디스크장치의 내부구조의 전반적인 구조를 나타낸 평면도.28 is a plan view showing the overall structure of the internal structure of the magnetic disk apparatus.

제29도는 자기디스크의 확대단면도.29 is an enlarged cross-sectional view of a magnetic disk.

제30a도∼제30f도는 종래기술에 의한 박막 자기디스크의 제조방법을 공정순으로 나타낸 단면도.30A to 30F are sectional views showing the manufacturing method of the thin film magnetic disk according to the prior art in the order of process.

본 발명은 자기기록매체, 자기헤드 및 자기기록장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 자기디스크장치, 플로피디스크장치, 자기테이프장치 등에서의 자기헤드상의 자기기록매체의 슬라이딩면에 사용되는 탄소보호막에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic recording medium, a magnetic head and a magnetic recording apparatus. In particular, the present invention relates to a carbon protective film used for a sliding surface of a magnetic recording medium on a magnetic head in a magnetic disk device, a floppy disk device, a magnetic tape device or the like.

최근에 와서 자기디스크장치에 대한 보다 높은 기록밀도, 대용량화가 요구되고 있ㄷ. 이러한 고밀도화와 대용량화를 촉진하기 위해서 헤드와 매체의 성능을 개선하고 헤드와 매체간의 부상간극(floating gap)을 줄여야 한다. 실제로 각 제조회사는 헤드/매체계에 자기저항헤드를 사용한다거나 수직기록용의 신규 헤드/매체계를 사용하는 시도를 해왔다. 한편, 헤드와 매체간의 부상거리는 약 0.1㎛로 줄어들었다.Recently, higher recording densities and larger capacities for magnetic disk devices are required. In order to promote such high density and large capacity, it is necessary to improve the performance of the head and the medium and to reduce the floating gap between the head and the medium. In fact, each manufacturer has attempted to use a magnetoresistive head for the head / hawk system or a new head / hawk system for vertical recording. On the other hand, the floating distance between the head and the medium was reduced to about 0.1 mu m.

최근의 자기디스크장치에 대한 대용량화와 소형화의 요구에 따라 MR소자(또는 MR헤드)를 이용한 ㄷ자기헤드가 개발되었다. 이 소자에 전류를 직접 흐르게 하기 위해서는 MR헤드면의 슬라이딩부에 절연부에 절연보호막을 필요로 한다. 자기디스크상의 보호막에 대해서도 뛰어난 절연특성을 갖는 보호막이 마찬가지로 요구된다.In recent years, in accordance with the demand for increasing capacity and miniaturization of magnetic disk devices, the? Magnetic head using an MR element (or MR head) has been developed. In order to allow current to flow directly through the device, an insulating protective film is required on the insulating portion in the sliding portion of the MR head surface. Similarly, a protective film having excellent insulating properties is also required for the protective film on the magnetic disk.

또한 자기디스크장치의 신뢰도의 향상이 요구되므로 헤드의 내파괴성과 내구성이 큰 자기디스크와 자기헤드가 요구되고 있으며, 수소함유 탄소막 등의 고경도를 갖는 보호막이 현재 개발중에 있다.In addition, since the reliability of the magnetic disk device is required, a magnetic disk and a magnetic head having high fracture resistance and high durability are required, and a protective film having a high hardness such as a hydrogen-containing carbon film is currently under development.

제28도는 자기디스크장치의 내부구조를 나타낸 평면도이다. 자기디스크(M)가 고속회전하고 있는 상태에서 자기헤드(h)가 거의 반경방향으로 이동하여 탐색동작(seek operation)을 행하여 정보의 기록/재생이 이루어진다.28 is a plan view showing the internal structure of the magnetic disk apparatus. In the state where the magnetic disk M is rotating at high speed, the magnetic head h moves almost radially to perform a seek operation to record / reproduce information.

제29도는 자기헤드(h)의 부분에서 절단하여 확대한 자기디스크(M)의 확대단면도이다. 이 박막형의 자기디스크(M)에서 1은 알루미늄, 유리 등 비자성체로 된 기판을 표시한다. 이 기판의 표면에 기계적 강도를 높이기 위하여 NiP 도금층(2)을 형성한 상태에서 Co합금의 수평배향성을 높이기 위한 Cr 기층(3)을 1000Å정도의 막두께로 형성되어 있다.FIG. 29 is an enlarged cross-sectional view of the magnetic disk M cut out from the portion of the magnetic head h and enlarged. In this thin film magnetic disk M, 1 denotes a substrate made of nonmagnetic material such as aluminum or glass. In order to increase the mechanical strength on the surface of the substrate, the Cr base layer 3 is formed to have a film thickness of about 1000 kPa in order to increase the horizontal orientation of the Co alloy while the NiP plating layer 2 is formed.

CoCrTa, CoNiCr 등의 자성체를 500Å정도의 두께로 스퍼터링하여 박막 자성막(4)을 형성한 후에 보호막(5)으로서 탄소를 300Å정도의 두께로 스퍼터링한다. 마지막으로 퍼플루오르 폴리에테르 등의 불소계 윤활층(6)을 수십 Å정도 피복하여 제품을 완성한다.A magnetic substance such as CoCrTa or CoNiCr is sputtered to a thickness of about 500 GPa to form a thin film magnetic film 4, and then carbon is sputtered to a thickness of about 300 GPa as the protective film 5. Finally, a fluorine-based lubricating layer 6 such as perfluoropolyether is coated for several tens of kPas to complete the product.

이 자기디스크(M)를 화살표(a1), 방향으로 고속회전시키면 유입경사면 S로부터 유입한 공기류에 의해 자기헤드슬라이더(7)가 미소량 부상하므로 슬라이딩하지 않은 상태에서 전자변화소자(8)에 의해 자기디스크의 자성막(4)에 정보의 기록, 재생을 할 수가 있다.When the magnetic disk M is rotated at a high speed in the direction of the arrow a1, the magnetic head slider 7 is lifted by a small amount of air due to the airflow flowing from the inclined surface S. Therefore, the magnetic disk M does not slide to the electron changing element 8 without sliding. This makes it possible to record and reproduce information on the magnetic film 4 of the magnetic disk.

자기헤드의 슬라이더(7)는 짐벌(gimbal)(10)을 통해 스프링암(11)에 부착되어 캐리지(carriage)(12)상의 구동암(13)에 의해 탐색동작이 이루어진다. 상기와 같이 기구가 간편하므로 장치의 기동, 정지시에는 코어 슬라이더(core slider)가 윤활층(6)상에서 슬라이드하는 CSS(Contact Star Stop)방식이 보급되어 있다.The slider 7 of the magnetic head is attached to the spring arm 11 via a gimbal 10 so as to be searched by the drive arm 13 on the carriage 12. Since the mechanism is simple as mentioned above, the CSS (Contact Star Stop) system in which a core slider slides on the lubrication layer 6 at the time of starting and stopping of the apparatus is becoming popular.

제30a∼제30f도는 종래기술에 의한 박막형 자기디스크의 제좌방법을 공정순으로 나타낸 단면도이며, 또 이 방법은 본 발명의 출원인에 의해 이전에 제출된 일본특허출원 No. 3-336459에도 기재되어 있다. 제30a도에 나타낸 공정에서 1은 알루미늄 등의 비자성체로 된 도넛모양의 기판을 표시한다. 이 기판은 만들고자 하는 자기디스크와 같은 크기의 형상으로 만든다.30A to 30F are cross-sectional views showing, in process order, a method of seating a thin film magnetic disk according to the prior art, and this method is a Japanese patent application No. previously filed by the applicant of the present invention. It is also described in 3-336459. In the process shown in FIG. 30A, 1 denotes a donut-shaped substrate made of nonmagnetic material such as aluminum. The substrate is made into the same shape as the magnetic disk to be made.

예를 들어, 2.5in인 소직경의 자기디스크를 제조할 경우에는 2.5in직경의 비자성체디스크(1)를 사용한다.For example, when manufacturing a 2.5-inch small diameter magnetic disk, a 2.5-inch nonmagnetic disk 1 is used.

제30b도에 나타낸 공정에서는 비자성체디스크(1)의 양면에 NiP도금기층(2)을 형성하고, 제30c도에 나타낸 바와 같이 회전하는 비자성체기판의 판(sheet)면에 연마테이프를 밀어붙여서 원주방향으로 미세한 텍스처홈(texture groove)(8)을 형성한다.In the process shown in FIG. 30B, the NiP plating layer 2 is formed on both sides of the nonmagnetic disk 1, and as shown in FIG. 30C, the polishing tape is pushed onto the sheet surface of the rotating nonmagnetic substrate. A fine texture groove 8 is formed in the circumferential direction.

제30d도에 나타낸 다음 스템에서는 텍스처홈(8)상에 Co 합금의 수평배향성을 높이기 위한 Cr기층(30을 1000Å정도의 두께로 형성하고, 제30e도에 나타낸 바와 같이 이 Cr기층(3)상에 예를 들어 Co합금 등으로 된 자성막(4)이 500Å정도의 두께로 형성된다. 제30f도에 나타낸 바와 같이 이 자성막(4)에 보호막으로서 수소함유 탄소막(5)을 300Å정도의 두께로 형성하고, 마지막으로 불소계의 윤활층(6)이 탄소막(5)상에 형성된다. Cr층(3), 박막형 자성막(4) 및 탄소막(5)은 스퍼터링 등의 박막형성기술로 형성된다.In the next stem shown in FIG. 30d, a Cr base layer 30 is formed on the texture groove 8 to increase the horizontal orientation of the Co alloy to a thickness of about 1000 mm, and as shown in FIG. For example, a magnetic film 4 made of Co alloy or the like is formed to a thickness of about 500 kPa, and as shown in FIG. 30f, the hydrogen-containing carbon film 5 as a protective film is formed to a thickness of about 300 kPa. Finally, a fluorine-based lubricating layer 6 is formed on the carbon film 5. The Cr layer 3, the thin film magnetic film 4, and the carbon film 5 are formed by a thin film forming technique such as sputtering. .

제30c도에 나타낸 공정에서 형성한 텍스처 홈(8)은 정보를 기록, 재생할 때의 전자변환특성이 향상되도록 자기이방성을 제공하기 위해 형성하는 것이다.The texture grooves 8 formed in the process shown in FIG. 30C are formed to provide magnetic anisotropy so that the electron conversion characteristics when recording and reproducing information are improved.

탄소막(50도 텍스처홈(8)에 의해 영향을 받으므로 윤활제는 자기헤드가 자기헤드와 자기헤드면간의 흡착되는 것을 막을 수가 있고, 또 자기헤드와 자기헤드면간의 마찰을 감소시킬 수 있다.Since the carbon film (50 degrees) is affected by the texture groove (8), the lubricant can prevent the magnetic head from adsorbing between the magnetic head and the magnetic head surface, and reduce the friction between the magnetic head and the magnetic head surface.

최근의 헤드는 헤드와 매체간의 부상거리가 감소해졌기 때문에 헤드가 매체와 접촉하는 확률이 커졌다. 따라서 이러한 헤드와 매체를 제조하기 위해서는 뛰어난 내구성을 갖도록 보호, 윤활처리의 개발이 불가결하게 되었다.In recent years, the head's contact with the medium has increased because the distance between the head and the medium has been reduced. Therefore, in order to manufacture such a head and a medium, the development of protection and lubrication is indispensable.

이 내구성을 향상시키는 수법으로서 무정형탄소막을 스퍼터링형성하는 수법, 수소를 탄소막중에 도입하여 막구조를 다이아몬드모양으로 하여 막경도, 내충격성을 높혀서 기계적 특성을 개선하는 수법, 윤활제로서 기층과의 관능기를 갖는 퍼플루오르 폴리에테르를 적용하는 수법 등의 여러가지가 종래에 제안되었으며, 이들 수법중 일부는 실용화되고 있다.As a method of improving durability, a method of sputtering and forming an amorphous carbon film, a method of introducing hydrogen into a carbon film to form a diamond structure and improving the mechanical properties by increasing the film hardness and impact resistance, and having a functional group with a base layer as a lubricant Various methods, such as the method of applying a perfluoro polyether, have been proposed conventionally, and some of these methods are put to practical use.

상기한 바와 같이 수소함유 탄소막의 적용은 기계적 특성의 개선에는 유효하다는 것이 확인되고 있다.As described above, it is confirmed that the application of the hydrogen-containing carbon film is effective for improving the mechanical properties.

그러나 본 발명의 발명자들이 예의조사한 바 특징 이상의 수소량을 함유하면 윤활제와의 부착성이 저하한다는 것이 판명되었다.However, when the inventors of the present invention intensively examined, it contained the hydrogen content more than a characteristic, and it turned out that adhesiveness with a lubricant falls.

보호막과 윤활제간의 부착성 저하는 CSS(Contact Start Stop)방식이나 고속회전이 채용되는 자기디스크장치에서는 윤활층의 막줄어듬이 현저해져서 내구성, 신뢰성의 저하를 가져온다.Deterioration in adhesion between the protective film and the lubricant reduces the durability and reliability of the lubrication layer in the magnetic disk device employing the CSS (Contact Start Stop) method or the high-speed rotation.

제29도에 나타낸 자기헤드는 단일체형(monolithic type)인데 비해 제13도에 나타낸 헤드는 박막자기헤드이다. 헤드소자부(14)는 박막기술로 형성되고, 또 Al2O3등의 보호막으로 덮혀 있다. 슬라이더(7)는 슬라이드면의 좌우에 부상레일(15, 16)을 가지고 있으며, 그 헤드소자부(14)의 반대측에 공기류를 들어오게 하는 유입경사면(15s, 16s)이 형성되어 있다.The magnetic head shown in FIG. 29 is a monolithic type, whereas the head shown in FIG. 13 is a thin film magnetic head. The head element portion 14 is formed by a thin film technology and is covered with a protective film such as Al 2 O 3. The slider 7 has floating rails 15 and 16 on the left and right sides of the slide surface, and inflow slopes 15s and 16s are formed on the opposite side of the head element 14 to allow air flow.

제14도, 제15a도, 제15b도는 제13도에 예시한 바와 같은 박막자기헤드의 양산방법을 설명하는데 유효한 모형도이다. 제14도는 기판상에 다수의 헤드소자부(14)를 박막기술로 우선 형성한 후에 절단선(18, 19)의 위치로부터 하나씩 분리하면, 제13도에 나타낸 박막자기헤드가 완성된다. 그러나 제조순서로서는 우선 가로방향의 절단선(18)의 위치에서 절단분리하여 헤드소자부(14)가 일렬로 늘어선 코어슬라이더블록(20)을 형성한다.14, 15A, and 15B are model diagrams effective for explaining a mass production method of the thin film magnetic head as illustrated in FIG. In FIG. 14, a plurality of head element portions 14 are first formed on the substrate by thin film technology, and then separated one by one from the positions of the cutting lines 18 and 19, thereby completing the thin film magnetic head shown in FIG. However, in the manufacturing procedure, first, the core slider block 20 in which the head element portions 14 are arranged in a row is formed by cutting apart at the position of the cutting line 18 in the horizontal direction.

이렇게 분리된 슬라이더블록(20)을 한개씩 연삭가공함으로써 제15a도에 나타낸 바와 같이 부상레일(15, 16)을 형성한다. 즉 좌우의 부상레일(15, 16)간의 홈(21)이나, 인접하는 슬라이더간의 홈(22)을 형성한다.By grinding the slider blocks 20 thus separated one by one, the floating rails 15 and 16 are formed as shown in FIG. 15A. That is, the grooves 21 between the left and right floating rails 15 and 16 and the grooves 22 between the adjacent sliders are formed.

이어서 홈(22)의 중심이 절단선(19)의 위치에서 1개씩 절단분리한 상태에서 제15b도에 나타낸 바와 같이 치구(23)에 일정간격으로 접착시키고, 고무정반(24)에 접착된 래핑테이프(lapping tape)(25)에 밀어붙여서 슬라이드시키고 부상레일(15, 16)의 외주의 가장자리를 연마하여 R모다기 한다. R모따기 후에 슬라이더를 치구(233)로부터 떼어내서 제29도에 나타낸 바와 같이 스프링암(11)의 선단의 짐벌(10)에 하나씩 접착, 고정한다. 다음에 자기디스크가 고속회전할 때의 풍력으로 슬라이더(7)가 미소거리(G)만큼 부상한 상태에서 정보의 기록, 재생이 이루어진다.Subsequently, in the state where the center of the groove 22 is cut off one by one at the position of the cutting line 19, it adheres to the jig 23 at regular intervals as shown in FIG. 15B, and the lapping adhered to the rubber base 24. It slides by pushing on the lapping tape 25, and polishes the edges of the outer circumferences of the floating rails 15 and 16 to chamfer. After the R chamfering, the slider is detached from the jig 233 and bonded and fixed one by one to the gimbal 10 at the tip of the spring arm 11 as shown in FIG. Next, information is recorded and reproduced in a state where the slider 7 floats by a small distance G with the wind power when the magnetic disk rotates at a high speed.

CSS 방식의 장치에서는 자기디스크의 회전개시시나 정지시에는 풍력에 의한 부상력은 발생하지 않으므로 슬라이더(7)는 자기디스크의 윤활층(6)상을 슬라이드하게 된다. 이 때문에 윤활층(6)과 코어슬라이더(7)의 쌍방에서 서서히 마모가 진행하여 최악의 경우에는 자기디스크의 자기막(4)의 정보가 손실된다.In the CSS system, since the floating force is not generated by the wind when the magnetic disk starts or stops rotating, the slider 7 slides on the lubrication layer 6 of the magnetic disk. For this reason, abrasion progresses gradually in both the lubrication layer 6 and the core slider 7, and in the worst case, the information of the magnetic film 4 of the magnetic disk is lost.

이러한 문제를 방지하기 위하여 제29도에 나타낸 바와 같이 자기디스크 표면에 탄소계보호층(5)을 형성하고, 이 탄소계보호막(5)상에 다시 윤활제의 층(6)을 형성하여 자기디스크 표면의 마모를 감소시키고 있다. 그러나 자기디스크장치의 개인적인 사용이 늘어남에 따라 기동/정지의 빈도가 증가하는 소형의 장치에서는 CSS빈도도 대형장치에 비해 월등하게 많기 때문에 마모에 대한 대책이 더욱 필요하게 되었다.In order to prevent such a problem, as shown in FIG. 29, a carbon-based protective layer 5 is formed on the surface of the magnetic disk, and a layer of lubricant 6 is formed again on the carbon-based protective film 5 to form the surface of the magnetic disk. To reduce wear. However, as the use of magnetic disk devices increases, the frequency of starting / stopping increases in the small devices, and the CSS frequency is much higher than that of the large devices, so the countermeasure against wear is needed.

자기디스크장치에서 자기디스크 표면의 마모가 진행하여 마모가루가 증가하면, 이 가루는 자기디스크 표면의 윤활제와 혼합하여 데브리(debris)로 변한다. 즉 윤활제의 점성으로 인해 마모가루가 한구데로 모아져서 덩어리로 된다. 마모가루와 윤활제의 덩어리인 데브리는 진흙형상으로서 제29도에 나타낸 바와 같이 슬라이더(7)에 26과 같이 부착하여 슬라이더의 균형을 해친다. 그러므로 안정된 부상이 곤란해지고, 자기디스크면에 충돌하여 헤드가 파괴돌 우려가 있다. 또 제13도에 나타낸 바와 같이 데브리가 유입경사면(15s, 16s)에 부착하면 부상거리가 저하하여 자기디스크와 접촉하기 쉬어진다.As the wear of the magnetic disk surface increases in the magnetic disk apparatus and the wear powder increases, the powder is mixed with lubricant on the surface of the magnetic disk to turn into debris. In other words, due to the viscosity of the lubricant, the wear powder is collected in one place to form a lump. Debris, which are agglomerates of abrasion powder and lubricant, are attached to the slider 7 as shown in FIG. 29, as shown in FIG. 29, to impair the balance of the slider. Therefore, stable injury is difficult, and the head may collide with the magnetic disk surface. Further, as shown in FIG. 13, when the debris adhere to the inclined inclined surfaces 15s and 16s, the floating distance decreases, making it easier to contact the magnetic disk.

데브리가 자기디스크면에 부착하면 CSS동작시에 자기디스크면과 슬라이더가 밀착하게 되어 기도잇에 모터의 부하가 너무 커진다. 따라서 자기디스크는 회전불능이 된다거나 슬라이더를 자기디스크면으로부터 떼어낼 때의 반동으로 자기디스크면에 충돌하여 헤드가 파괴된다거나 또는 자기디스크면이 손상하게 된다.If the debris are attached to the magnetic disk surface, the magnetic disk surface and the slider will be in close contact during the CSS operation, and the load on the motor will be too high. Therefore, the magnetic disk becomes impossible to rotate, or when the slider is detached from the magnetic disk surface, it collides with the magnetic disk surface and the head is destroyed or the magnetic disk surface is damaged.

반면에 자기디스크장치의 대용량화와 소형화에 대한 요구를 충족시키기 위해 자기저항형자기헤드(MR헤드)가 개발되었다. 이 MR헤드의 경우에는 MR소자가 제13도에 나타낸 헤드소자부(14)에 형성된다.On the other hand, a magnetoresistive magnetic head (MR head) has been developed in order to meet the demand for large capacity and miniaturization of a magnetic disk device. In the case of this MR head, an MR element is formed in the head element portion 14 shown in FIG.

자기헤드의 부상높이가 낮아서 자기헤드가 자기디스크와 충돌하기 쉬울 경우나 MR헤드를 사용하는 플로피디스크장치의 경우, 또는 자기테이프장치나 슬라이딩 빈도가 높거나 슬라이딩이 항상 일어나는 장치의 경우에는 헤드의 파괴를 방지하고 내구성을 높일 필요가 있다. 그러나, 종래의 탄소막은 충분한 내마모성을 갖고 있지 않았다.If the magnetic head is easily collided with the magnetic disk due to the low height of the magnetic head, or in the case of a floppy disk device using an MR head, or in the case of a magnetic tape device or a device having a high sliding frequency or sliding, the head is destroyed. It is necessary to prevent and increase durability. However, the conventional carbon film did not have sufficient wear resistance.

따라서 300Å∼400Å정도의 범위의 두께를 갖는 두꺼운 보호막이 필요해지나 막이 두꺼워지면 전자변환소자와 기록층간의 거리가 증가하여 기록, 재생특성이 악화된다. 이 때문에 보호막의 두께는 100∼200Å정도로 낮출 필요가 있다.Therefore, a thick protective film having a thickness in the range of about 300 GPa to 400 GPa is required, but when the film becomes thick, the distance between the electron converting element and the recording layer increases, and the recording and reproduction characteristics deteriorate. For this reason, the thickness of a protective film needs to be reduced to about 100-200 GPa.

또한 종래의 탄소막은 절연특성이 낮으므로 MR소자에 직접 인가되는 전류는 자기디스크 등에 누설하기 쉬어진다.In addition, since the conventional carbon film has low insulation characteristics, a current directly applied to the MR element tends to leak to a magnetic disk or the like.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 제거하고 기계적 강도가 높은 보호막과 이 보호막과 윤활제간에 부착서을 갖는 자기기록매체를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to eliminate the above problems of the prior art and to provide a magnetic recording medium having a high mechanical strength protective film and an adhesion between the protective film and a lubricant.

봄 발명의 다른 목적은 자기디스크면과 자기헤드간의 슬라이딩성을 높이는 데 있다.Another object of the spring invention is to increase the sliding property between the magnetic disk surface and the magnetic head.

본 발명의 정보를 기억하는 자기기록층과, 이 자기기록층의 손상을 방지하는 탄소계보호층과 비자성체상에 순차적으로 적층된 윤활층으로 되며, 탄소계보호층은 윤활층측과 자기기록층측간에 다른 수소함유량을 갖는 자기기록매체를 제공한다.A magnetic recording layer for storing the information of the present invention, and a carbon-based protective layer for preventing damage to the magnetic recording layer and a lubrication layer sequentially laminated on a nonmagnetic material. The carbon-based protective layer includes a lubrication layer side and a magnetic recording layer. A magnetic recording medium having different hydrogen content between sides is provided.

또한, 본 발명은 전자변환소자가 탑재된 자기헤드 슬라이더의 적어도 슬라이딩면측에 적층된 탄소계 보호층으로 된 자기헤드를 제공한다.The present invention also provides a magnetic head made of a carbon-based protective layer laminated on at least the sliding surface side of a magnetic head slider on which an electron conversion element is mounted.

그리고, 또한 본 발명은 정보를 기억하는 자기기록매체와 이 기록매체에 정보를 기록, 재생하는 자기헤드로 되며, 탄소계보호막은 그 표면측인 상부와 초기층인 하부간에 다른 수소함유량을 갖는 기록매체 또는 자기헤드의 슬라이딩부에 형성되어 있는 자기기록장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a magnetic recording medium for storing information and a magnetic head for recording and reproducing information on the recording medium, wherein the carbon-based protective film has a hydrogen content recording between the upper side on the surface side and the lower side on the initial layer. Provided is a magnetic recording apparatus formed in a sliding portion of a medium or a magnetic head.

본 발명에 의한 자기기록매체에서 탄소계보호층은 수소함유량이 20%(또는 C-H량이 0.4×1022㎝-3)이상인 자기기록층(4)측의 제1탄소막(51)과, 수소함유량이 20%(또는 C-H량이 0.4×1022㎝-3)미만인 윤활층(6)측의 제2탄소막(52)으로 되는 것이 바람직하다. 단 이 명세서에서 사용하는 수소함유량이라는 용어는 평균치를 표시한다.In the magnetic recording medium according to the present invention, the carbon-based protective layer includes a first carbon film 51 on the side of the magnetic recording layer 4 having a hydrogen content of 20% (or a CH content of 0.4 × 1022 cm -3 ) or more, and a hydrogen content of 20 It is preferable that it is set as the 2nd carbon film 52 by the side of the lubricating layer 6 whose% (or CH amount is less than 0.4 * 1022cm <-3> ). However, the term hydrogen content used in this specification indicates an average value.

탄소계 보호층은 자기기록층(4)측과 윤활층(6)간의 수소함유량이 서서히 변화하도록 연속적으로 형성한다.The carbon-based protective layer is formed continuously so that the hydrogen content between the magnetic recording layer 4 side and the lubrication layer 6 changes gradually.

또한 탄소계 보호층에서 자기기록층(4)측이 수소함유량 20%(또는 C-H량이 0.4×1022㎝-3)미만으로 하여도 된다.In the carbon protective layer, the magnetic recording layer 4 may have a hydrogen content of less than 20% (or CH content of 0.4 × 10 22 cm −3 ).

윤활층(6)을 구성하는 윤활제는 관능기를 가진 퍼플루오르 폴리에테르로 된다. 이 플루오르 폴리에테르의 관능기는 수산기나 방향족이 바람직하다.The lubricant constituting the lubrication layer 6 is a perfluoro polyether having a functional group. The functional group of this fluoropolyether is preferably a hydroxyl group or an aromatic group.

비자성기판상에 정보를 기억하는 자기기록층과 이 자기기록층의 손상을 방지하는 탄소계보호층 및 윤활층을 순차적으로 형상한 자기기록매체를 제조할 때에, 이 윤활유를 피복한 후에 윤활층을 자외선을 조사하여 본 발명에 의한 자기기록매체를 제조할 수가 있다.When producing a magnetic recording medium in which a magnetic recording layer storing information on a nonmagnetic substrate, and a carbon-based protective layer and a lubricating layer which prevents damage to the magnetic recording layer are sequentially formed, the lubricating layer is coated after the lubricating oil is coated. The magnetic recording medium according to the present invention can be produced by irradiating ultraviolet rays.

상기한 본 발명의 방법에서 윤활층은 용매린스후의 윤활막 두께/린스전의 윤활막두께로 정의되는 비율이 0.4%이상의 것이 바람직하다.In the above-described method of the present invention, the lubricating layer preferably has a ratio defined by lubricating film thickness after solvent rinse / lubricating film thickness before rinsing is 0.4% or more.

본 발명의 자기기록매체에서는 이미 설명한 바와 같이 탄소계보호층의 자기기록층(4)측이 윤활층(6)측보다 상대적으로 수소함유량이 많기 때문에 자기헤드가 충돌할 때의 내충격성 등의 기계적 특성이 높아서 내구성이 뛰어나다. 한편, 윤활층(6)측의 탄소계보호층은 수소함유량이 적으므로 윤활제와의 부착력이 강해서 윤활작용을 장기간 유지할 수 있다.In the magnetic recording medium of the present invention, as described above, since the magnetic recording layer 4 side of the carbon-based protective layer has a higher hydrogen content than the lubrication layer 6 side, mechanical properties such as impact resistance when the magnetic head collides with each other. Its high characteristics make it durable. On the other hand, the carbon-based protective layer on the lubricating layer 6 side has a low hydrogen content, so that the adhesion to the lubricant is strong and the lubrication action can be maintained for a long time.

탄소계 보호층의 자기기록층(4)측과 윤활층(6)측간의 수소함유량이 서서히 변화하도록 연속적으로 형성됨으로써 탄소계의 보호층의 막내부 결합력이 높아진다.The hydrogen content between the magnetic recording layer 4 side and the lubrication layer 6 side of the carbonaceous protective layer is formed continuously so that the bond strength inside the film of the carbonaceous protective layer is increased.

윤활제로서 수산기 또는 방향족을 관능기로 하는 퍼플루오르 폴리에테르를 사용하는 경우에는 화학반응성이 높으므로 반응시간을 단축할 수 있어서, 자기기록매체 제조의 소요시간을 단축할 수가 있다.When a perfluoro polyether having a hydroxyl group or an aromatic functional group is used as a lubricant, the reaction time can be shortened because the chemical reactivity is high, and the time required for producing the magnetic recording medium can be shortened.

또한 윤활제와 탄소계보호층간의 결합력도 높아진다.In addition, the bonding force between the lubricant and the carbon-based protective layer is increased.

본 발명의 자기기록매체의 제조방법에 의하면 탄소계보호층상에 윤활제를 피복한 후에 자외선을 조사함으로써 탄소보호막과 윤활제간의 화학결합력이 촉진되므로 윤활제층의 막 줄어듬 현상이 억제되어 장기간에 걸쳐 윤활성능을 유지할 수 있다.According to the method of manufacturing the magnetic recording medium of the present invention, the chemical bonding force between the carbon protective film and the lubricant is promoted by irradiating ultraviolet rays after coating the lubricant on the carbon-based protective layer, so that the film shrinkage of the lubricant layer is suppressed, thereby improving the lubricating performance over a long period of time. I can keep it.

자외선이 조사되는 자기기록매체에서의 탄소계 보호층이 20%이상의 수소 또는 0.4×1022㎝-3이상의 C-H량을 함유한 수소함유 탄소막일 경우, 기계적 특성이 뛰어남과 동시에 윤활제와의 결합력이 강하기 때문에 윤활제의 수명이 길어진다.When the carbon-based protective layer in the magnetic recording medium irradiated with ultraviolet rays is a hydrogen-containing carbon film containing 20% or more of hydrogen or a CH content of 0.4 × 1022cm-3 or more, it has excellent mechanical properties and strong bonding force with the lubricant. Long life of lubricant

자외선이 조사되는 자기기록매체에서의 탄소보호층은 자기기록층측에 수소함유량 20%(또는 C-H량이 0.4×1022㎝-3)이상을 가질 경우, 기계적 특성이 뛰어난 보호층이 된다. 또, 윤활층측에 수소함유량 20%(또는 C-H량이 0.4×1022㎝-3)미만을 가질 경우에는, 탄소계보호층과 윤활제와의 부착서이 높아져서 윤활성능의 수명이 길어진다.The carbon protective layer in the magnetic recording medium irradiated with ultraviolet rays becomes a protective layer excellent in mechanical properties when the magnetic content layer has a hydrogen content of 20% or more (or CH amount of 0.4 × 10 2 cm −3 ). In addition, when the hydrogen content is less than 20% (or CH content of 0.4 × 102 2 cm −3 ) on the lubricating layer side, the adhesion between the carbon-based protective layer and the lubricant is increased, and the life of the lubricating performance is long.

또한, 윤활층이 관능기를 갖는 퍼플루오르 폴리에테르이며, 특히 수산기 또는 방향족을 관능기로 하는 퍼플루오르 폴리에테르일 경우에는 보호층과 윤활제간의 부착력이 강해져서 윤활층의 수명이 길어짐과 동시에 제조소요시간도 단축된다.In addition, when the lubricating layer is a perfluoro polyether having a functional group, especially a perfluoro polyether having a hydroxyl group or an aromatic group as a functional group, the adhesion between the protective layer and the lubricant is increased, resulting in a long service life of the lubricating layer and a time required for manufacturing. It is shortened.

윤활제의 특성으로서 용매린스후의 윤활막두께/린스전의 윤활막두께로 정의되는 비율이 0.4%이상일 경우에는 보호층과 윤활제간의 부착력이 강해져서 긴 수명의 윤활층이 된다.When the ratio defined by the lubrication film thickness after solvent rinse / lubrication film thickness before rinsing is 0.4% or more as a characteristic of the lubricating agent, the adhesion between the protective layer and the lubricating agent becomes strong, resulting in a long life lubricating layer.

다음에 본 발명에 의한 자기기록매체와 그 제조방법이 실제로 어떻게 구체화되는가를 실시예를 참조해서 설명한다.Next, how the magnetic recording medium according to the present invention and its manufacturing method are actually specified will be described with reference to Examples.

자기기록매체에 대하여Magnetic recording media

제1a도, 제1b도는 본 발명에 의한 자기기록매체의 실시예를 종래기술에 의한 자기기록매체와 비교해서 나타낸 모형단면도이다. 제2도는 양자의 탄소계보호층(5, 51)의 수소함유량을 파라미터로 하여 윤활층(6)과의 부착성을 조사한 결과를 나타낸다.1A and 1B are model cross-sectional views showing embodiments of the magnetic recording medium according to the present invention in comparison with the magnetic recording medium according to the prior art. 2 shows the results of examining the adhesion with the lubrication layer 6 using the hydrogen content of both the carbon-based protective layers 5 and 51 as a parameter.

제1b도에 나타낸 종래기술 구성의 평가 샘플은 스퍼터링 장치를 사용하여 Ni-P도금처리를 한 알루미늄으로 된 비자성디스크기판상에 Cr기층(3)을 1000Å, CoCrTa기록층(4)을 500Å, 수소함유 탄소보호막(5)을 300Å 순차적으로 적층하여 제조하였다. 다음에 이 수소함유 탄소보호막(5)상에 방향족을 관능기로 갖는 퍼플푸오르 폴리에테르(상표명 : Phonbrin AM 3001 Monte Cassini Co 제)를 약 25Å의 두께로 피복하여 완성하였다.An evaluation sample of the prior art configuration shown in FIG. 1B is made of 1000 ns of Cr base layer 3, 500 ns CoCrTa recording layer 4 on a non-magnetic disc substrate made of Ni-P plating using a sputtering apparatus. Hydrogen-containing carbon protective film (5) was prepared by sequentially stacking 300 kPa. Next, on the hydrogen-containing carbon protective film 5, a purple puor polyether (trade name: manufactured by Phonbrin AM 3001 Monte Cassini Co) having an aromatic functional group was coated to a thickness of about 25 kPa.

또한, 탄소계 보호막(5)의 수소함유량은 Ar과 메탄가스의 혼합비를 변화시킴으로써 제어하고, 또, 윤활제의 부착성은 불소계 용매에 의한 린스후의 잔존량에 의해 평가하였다.The hydrogen content of the carbon protective film 5 was controlled by changing the mixing ratio of Ar and methane gas, and the adhesion of the lubricant was evaluated by the residual amount after rinsing with a fluorine-based solvent.

제2도로부터 명백한 바와 같이 탄소막(5)중의 수소함유량이 20%를 넘어서 33%, 52%, 54%가 되면, 초기 막두께 25Å의 윤활층이 린스후에는 5Å정도 밖에 남지 않아서 관능기를 갖는 윤활제라 하여도 그 부착성이 현저히 저하해 버림을 알 수 있다.As is apparent from FIG. 2, when the hydrogen content in the carbon film 5 exceeds 33%, 52% and 54%, the lubricant having a functional group of about 25 kPa is left after the rinse layer having an initial film thickness of 25 kPa is rinsed. Even if it is, it turns out that the adhesiveness falls remarkably.

즉, 종래의 수소함유량 20% 이상의 탄소보호층은 기계적 특성은 뛰어나나 윤활제와의 부착력이 약하다.That is, the conventional carbon protective layer having a hydrogen content of 20% or more is excellent in mechanical properties but weak in adhesion with a lubricant.

제3도는 제2도의 측정결과를 그래프화하여 탄소계 보호층 중의 수소함유량과 윤활제간의 부착성의 관계를 나타낸 것이다. 이 그래프로부터 명백한 바와 같이 탄소계보호층중의 수소함유량이 감소할수록 용매린스후의 잔존윤활제의 막두께가 두꺼워지는 경향이 있으며, 윤활제 부착성의 효과가 나타나 있다.FIG. 3 graphically shows the measurement results of FIG. 2 to show the relationship between the hydrogen content and the lubricant in the carbon-based protective layer. As is apparent from this graph, as the hydrogen content in the carbon-based protective layer decreases, the film thickness of the remaining lubricant after solvent rinsing tends to be thick, and the effect of lubricant adhesion is shown.

제4도는 제16회 일본응용자기학회 학술강연개요집(1992) P.529에 소개되어 있는 내용이며, 횡축은 탄소계막중의 수소함유량(%), 종축은 막의 비커스(Vickers) 경도이다. 이 그래프로부터 명백한 바와 같이 수소함유량이 52% 정도 이하에서는 수소함유량이 증가할수록 탄소막경도가 증가해서 내마모성, 슬라이딩 특성이 향상된다.4 is the contents of the 16th Japanese Society for Applied Magnetics (1992) p. 529, where the horizontal axis represents hydrogen content (%) in the carbon membrane and the vertical axis represents the Vickers hardness of the membrane. As is apparent from this graph, when the hydrogen content is about 52% or less, the carbon film hardness increases as the hydrogen content increases, thereby improving wear resistance and sliding characteristics.

제1a도에 나타낸 바와 같이 본 발며에 의한 자기기록매체도 스퍼터링장치를 사용하여 Ni-P도금처리한 알루미늄으로 된 비자성디스크판(1)상에 Cr기층(3)을 1000Å, CoCrTa 기록층(4)을 500Å을 순차적으로 적층형성하기까지는 상기한 종래기술과 마찬가지이다.As shown in FIG. 1A, the magnetic recording medium according to the present invention was also coated with a Cr base layer 3 on a nonmagnetic disk plate 1 made of Ni-P plated aluminum using a sputtering apparatus, and a CoCrTa recording layer ( It is the same as the above-mentioned prior art until the lamination of 4) to 500 mW is sequentially performed.

그러나, 본 발명의 실시예에서는 수소함유 탄소보호막이 수소함유량이 다른 2층 구성으로 되어 있다. 즉, 자기기록층(4)측의 제1탄소막(51)은 수소함유량이 20%(또는 C-H량이 0.4×1022㎝-3)이상이며, 윤활층(6)측의 제2탄소막(52)은 수소함유량이 20%(도는 C-H량이 0.4×1022㎝-3)미만이다.However, in the embodiment of the present invention, the hydrogen-containing carbon protective film has a two-layer structure in which the hydrogen content is different. That is, the first carbon film 51 on the magnetic recording layer 4 side has a hydrogen content of 20% or more (or a CH content of 0.4 × 102 2 cm −3 ) or more, and the second carbon film 52 on the lubricating layer 6 side has The hydrogen content is less than 20% (Fig. CH content is 0.4 × 1022 cm- 3 ).

윤활층(6)은 관능기를 갖는 퍼플루오르 폴리에테르로 구성되어 있다.The lubricating layer 6 is comprised with perfluoro polyether which has a functional group.

제2도로부터 명백한 바와 같이 수소함유량이 20%를 넘으면, 윤활제의 부착성은 떨어지나, 기계적 특성이 뛰어나다. 한편, 수소함유량이 20%미만, 즉 16%의 경우에는 용매로 린스후에도 10Å의 윤활제가 남아 있어서, 부착성이 뛰어나다는 것을 알 수 있다.As apparent from FIG. 2, when the hydrogen content exceeds 20%, the adhesiveness of the lubricant is inferior, but the mechanical properties are excellent. On the other hand, in the case where the hydrogen content is less than 20%, that is, 16%, 10 kPa of lubricant remains after rinsing with a solvent, indicating that the adhesion is excellent.

따라서 본 발명의 2층의 적층구조에 의하면 수소함유량이 20%이상으로 기계적 특성이 뛰어난 제1탄소막(51)상에 수소함유량이 20%미만으로 윤활제와의 부착성이 뛰어난 제2탄소막(52)을 적층한 2층 구조로 함으로써, 기계적 특성이 좋고 내구성이 뛰어나며 또한 윤활제와의 부착성이 좋아서 윤활작용이 지속되는 자기기록매체를 실현할 수가 있어서 내구성과 신뢰성의 쌍방의 요구를 동시에 충족시킬 수가 있다.Therefore, according to the laminated structure of the two layers of the present invention, the second carbon film 52 having excellent adhesion to the lubricant having a hydrogen content of less than 20% on the first carbon film 51 having a high hydrogen content of 20% or more and excellent mechanical properties. The two-layer structure in which the structure is laminated can realize a magnetic recording medium having good mechanical properties, excellent durability, and good adhesion with a lubricant, and which maintains a lubrication action, thereby satisfying both demands for durability and reliability.

탄소계 보호층의 두께가 두꺼워질수록 자기헤드와 자기기록층(4)간의 거리가 증대하여 전자변환효율이 저하하므로 2층 보호층(51, 52)을 합친 막 두께는 500Å이하로 하는 것이 바람직하다. 또한 윤활층(6)측의 탄소계 보호층(52)은 윤활제의 부착성이 높아지는 정도의 막두께이면 되고, 한편, 기계적 강도를 높이기 위한 자기기록층(4)측의 제1탄소막(51)은 상대적으로 두꺼운 막두께로 하는 것이 바람직하다.As the thickness of the carbon-based protective layer increases, the distance between the magnetic head and the magnetic recording layer 4 increases, and the electron conversion efficiency decreases. Therefore, the thickness of the two-layer protective layers 51 and 52 combined is preferably 500 kPa or less. Do. The carbon-based protective layer 52 on the lubricating layer 6 side may have a film thickness such that the adhesion of the lubricant is increased, while the first carbon film 51 on the magnetic recording layer 4 side for enhancing mechanical strength. It is preferable to make a relatively thick film thickness.

본 실시예에서는 탄소계보호층의 형성법으로서 메탄가스를 혼합한 스퍼터링법을 이용하고 있으나, 수소를 함유한 혼합가스이면 되고, 또 스퍼터링법에 대신해서 CVD법 등을 이용해도 된다. 윤활제로서는 Phonbrin AM 3001 뿐만 아니라 Phonbrin Zdol 등과 같은 다른 관능기를 갖는 퍼플루오로폴리에테르를 사용하여도 마찬가지로 효과가 얻어진다.Although the sputtering method which mixed methane gas was used as a formation method of a carbon type protective layer in this Example, what is necessary is just a mixed gas containing hydrogen, and CVD method etc. may be used instead of sputtering method. As the lubricant, the same effect can be obtained by using not only Phonbrin AM 3001 but also perfluoropolyether having other functional groups such as Phonbrin Zdol.

제1a도에 대한 설명에서는 제1탄소막(51)과 제2탄소막(52)간의 경계면에서 수소함유량이 변화하고 있으나, 수소함유량을 조금씩 변화시킬수도 있다. 이 경우에는 자기기록층(4)측의 수소함유량을 20%이상으로 하고 점차 수소함유량을 줄임으로써 윤활층(6)측의 수소함유량을 20%이하로 한다. 이와 같이 수소함유량이 차차 감소하는 탄소계보호층으로 하여 경계를 없앰으로써 탄소계보호층내부의 밀착강도를 높일 수가 있다.In the description of FIG. 1A, the hydrogen content is changed at the interface between the first carbon film 51 and the second carbon film 52, but the hydrogen content may be changed little by little. In this case, the hydrogen content on the magnetic recording layer 4 side is 20% or more, and the hydrogen content gradually decreases, so that the hydrogen content on the lubrication layer 6 side is 20% or less. As such, the adhesion strength within the carbon-based protective layer can be increased by removing the boundary as the carbon-based protective layer in which the hydrogen content gradually decreases.

제1a도에서의 Cr기층(3), 기록층(4), 탄소계보호층(51, 52)의 형성은 제5a도에 나타낸 바와 같이 기판홀더(8)에 디스크(1)를 지지하게 한 상태에서 캐리어(9)를 제5b도에 나타낸 바와 같은 Cr타겟(t1), 자성재타겟(t2), 수소함유 탄소타겟(t3, t4)의 앞을 통과시켜서 각디스크(1)의 양면에 순차적으로 적층해간다.The formation of the Cr base layer 3, the recording layer 4, and the carbon-based protective layers 51 and 52 in FIG. 1A causes the disk 1 to be supported by the substrate holder 8 as shown in FIG. 5A. In this state, the carrier 9 is passed through the front of the Cr target t1, the magnetic material target t2, and the hydrogen containing carbon targets t3 and t4 as shown in FIG. Lamination is carried out.

제5b도에서 스퍼터실(10)중의 수소함유 탄소타겟(t3)은 제1도에 나타낸 제1수소함유 탄소막(51)을 형성하기 위한 것으로서 수소함유량이 20%이상이 되도록 스퍼터실(10)중의 메탄가스혼합비가 105이상으로 설정된다. 다음의 스퍼터실(11)중의 수소함유 탄소타겟(t4)은 제1도에 나타낸 제2수소함유 탄소막(52)을 형성하기 위한 것으로서 수소함유량이 20%미만이 되도록 스퍼터실(11)중의 메탄가스혼합비가 105미만으로 설정된다.In FIG. 5B, the hydrogen-containing carbon target t3 in the sputtering chamber 10 is for forming the first hydrogen-containing carbon film 51 shown in FIG. 1, and the hydrogen-containing carbon target 51 in the sputtering chamber 10 so that the hydrogen content is 20% or more. The methane gas mixing ratio is set to 105 or more. The hydrogen-containing carbon target t4 in the next sputter chamber 11 is for forming the second hydrogen-containing carbon film 52 shown in FIG. 1 and the methane gas in the sputter chamber 11 so that the hydrogen content is less than 20%. The mixing ratio is set to less than 105.

양 스퍼터실(10, 11)간의 칸막이 구멍(12)을 가능한 한 좁게 하면 제1a도와 같이 제1탄소막(51)과 제2탄소막(52)간에 수소함유량이 다른 막형성이 이루어진다.If the partition hole 12 between both sputter chambers 10 and 11 is made as narrow as possible, the film formation in which hydrogen content differs between the 1st carbon film 51 and the 2nd carbon film 52 like FIG. 1a will be formed.

자기기록매체의 제조방법에 대하여Manufacturing method of magnetic recording medium

제6a도, 제6b도는 본 발명에 의한 자기기록매체의 제조방법의 실시예를 종래기술의 방법과 비교해서 나타낸 모형단면도이다. 제7도는 양자의 탄소계보호층의 수소함유량 및 자외선 조사시간을 파라미터로 하여 윤활제와의 부착성을 조사한 결과를 나타낸다.6A and 6B are model cross sectional views showing an embodiment of a method of manufacturing a magnetic recording medium according to the present invention in comparison with the method of the prior art. FIG. 7 shows the results of examining the adhesion to the lubricant using the hydrogen content and the ultraviolet irradiation time of both carbon-based protective layers as parameters.

제6b도에 나타낸 종래기술 구성의 평가샘플은 스퍼터링장치를 사용하여 Ni-P 도금처리한 알루미늄으로 된 비자성디스크판(1)상에 Cr기층(3)을 1000Å, CoCrTa 기록층(4)을 500Å, 수소함유 탄소보호막(5)을 300Å순차적층한 후, 이 수소함유 탄소보호막(5)상에 방향족을 관능기로 갖는 퍼플루오르폴리에테르(상품명 : Phonbrin AM 3001 Monte Cassini Co 제)를 약 25Å의 두께로 피복하여 제조하였다. 탄소계보호막(5)의 수소함유량은 Ar과 메탄가스의 혼합비를 변경함으로써 제어하고, 또 불소계용매에 의한 린스후의 잔존량에 의해 평가하였다.The evaluation sample of the prior art configuration shown in Fig. 6B is made of 1000 Å of Cr base layer 3 and CoCrTa recording layer 4 on a nonmagnetic disk plate 1 made of Ni-P plating aluminum using a sputtering apparatus. After 500 mW and 300 m3 of the hydrogen-containing carbon protective film 5 were sequentially laminated, a perfluoropolyether (trade name: manufactured by Phonbrin AM 3001 Monte Cassini Co) having an aromatic group on the hydrogen-containing carbon protective film 5 was approximately 25 mW. It was prepared by coating with a thickness. The hydrogen content of the carbon-based protective film 5 was controlled by changing the mixing ratio of Ar and methane gas, and evaluated by the residual amount after rinsing with a fluorine-based solvent.

제7도로부터 명백한 바와 같이 탄소막(5)중의 수소함유량이 20%를 넘어 33%가 되면 초기막 두께 25Å의 윤활제가 린스 후에는 5Å정도 밖에 남지 않아서 관능기를 갖는 윤활제라 하더라도 그 부착성이 현저히 저하한다는 것을 알 수 있다.As apparent from FIG. 7, when the hydrogen content in the carbon film 5 exceeds 33% and reaches 33%, the lubricant having a initial film thickness of 25 kPa remains only about 5 kPa after rinsing, so that even if the lubricant has a functional group, its adhesion is significantly lowered. It can be seen that.

반대로 제6a도와 같이 스퍼터링 장치를 사용하여 Ni-P 도금처리를 한 알루미늄으로 된 비자성디스크기판(1)상에 Cr기층(3)을 1000Å, CoCrTa기록층(4)을 500Å 순차적으로 적층형성하고, 퍼플루오르 폴리에테르로 된 윤활제에 자외선 조사하면 제7도와 같이 수소함유량이 33%의 경우라도 윤활제의 잔량은 2배이상으로 증가되어 있다. 또한 자외선으로서는 185㎚와 254㎚의 파장 성분의 것을 사용하였다.On the contrary, as shown in FIG. 6A, a non-magnetic disk substrate 1 of Ni-P plating was formed by using a sputtering apparatus to sequentially stack 1000 Å of Cr base layer 3 and 500 Å of CoCrTa recording layer 4. When the ultraviolet ray is irradiated to the lubricant made of perfluoropolyether, the residual amount of lubricant is more than doubled even when the hydrogen content is 33%. As the ultraviolet rays, those having wavelength components of 185 nm and 254 nm were used.

제8a도∼제8d도는 다른 측정 결과를 나타낸 것이다. 횡축은 자외선 조사시간, 종축은 윤활층의 두게이며, 사선영역은 용매린스후에 남은 막 두께이다. 제8a도와 제8b도는 윤활층의 막 두께는 서로 다르나 수소함유량이 20%미만의 통상탄소의 예이다. 이 경우에도 자외선을 30초이상 조사하면 윤활제의 부착성이 향상된다.8A to 8D show different measurement results. The horizontal axis represents the ultraviolet irradiation time, the vertical axis represents the thickness of the lubricating layer, and the diagonal region represents the film thickness remaining after the solvent rinse. 8A and 8B are examples of ordinary carbon in which the lubricating layer has a different film thickness but a hydrogen content of less than 20%. Even in this case, when the ultraviolet ray is irradiated for 30 seconds or more, the adhesion of the lubricant is improved.

제8c도와 제8d도는 윤활층의 막두께는 서로 다르나 수소함유량이 20%이상의 다이아몬드 탄소의 예이다. 이경우에도 자외선을 30초이상 조사하면 윤활제의 부착성이 향상된다.8C and 8D are examples of diamond carbon having a hydrogen content of 20% or more although the film thickness of the lubricating layer is different from each other. Even in this case, when the ultraviolet rays are irradiated for 30 seconds or more, the adhesion of the lubricant is improved.

본 발명은 상기의 조사결과에 의거해서 종래 기술과 비료해서 수소함유량이 20%이상의 탄소계 보호층(5)을 갖는 자기기록매체에 윤활제를 피복한 후 자외선을 조사하여 자기기록매체를 완성하였다. 부착성의 지표로서 용매린스후의 윤활제 두께/린스전의 윤활제 두께의 비율을 사용했을 경우에 종래 기술의 순 Ar분위기로 스퍼터링 형성한 탄소막상의 윤활제는 약 40%이며, 본 발명의 자기기록매체도 자외선 조사에 의해 그 비율을 40%이상으로 설정할 수가 있게 된다. 또한 탄소계 보호층(5)의 막 두께는 자기헤드와 자기기록층(4)간의 거리가 증대하여 신호품질이 저하하지 않도록 500Å이하로 하는 것이 좋다According to the above-described findings, the magnetic recording medium was irradiated with ultraviolet light after applying a lubricant to the magnetic recording medium having a carbon-based protective layer 5 having a hydrogen content of 20% or more as a fertilizer with the prior art to complete the magnetic recording medium. When the ratio of the lubricant thickness after the solvent rinse to the lubricant thickness before the rinse was used as an index of adhesion, the lubricant on the carbon film sputtered with the pure Ar atmosphere of the prior art was about 40%, and the magnetic recording medium of the present invention was also irradiated with ultraviolet rays. The ratio can be set to 40% or more. In addition, the film thickness of the carbon-based protective layer 5 is preferably 500 Å or less so that the distance between the magnetic head and the magnetic recording layer 4 increases so that the signal quality does not deteriorate.

제5도의 스퍼터링 장치르 사용하여 자기기록층측의 수소함유량 20%이상의 제1탄소막(51)상에 수소함유량 20%미만의 제2탄소막(52)을 적층하고 윤활제를 피복한 후에 자외선을 조사하면 자외선 조사와 제2탄소막(52)의 윤활제 부착력의 상승작용에 의해 윤활제와 수소함유 탄소계보호층간의 부착성이 보다 향상된다.When the second carbon film 52 having a hydrogen content of less than 20% is laminated on the first carbon film 51 having a hydrogen content of 20% or more on the magnetic recording layer side using the sputtering apparatus of FIG. 5 and coated with a lubricant, the ultraviolet ray is irradiated. The synergy of the adhesive and the adhesive force of the lubricant of the second carbon film 52 improves the adhesion between the lubricant and the hydrogen-containing carbon-based protective layer.

상기한 실시예에서는 메탄가스의 혼합가스를 사용한 스퍼터링 방법을 이요하였다. 그러나 수소를 함유한 혼합가스이면 되고, 또한 스퍼터링법 대신에 CVD법 등을 이요하여도 된다. 또한 윤활제도 Phonbirn AM3001 뿐만 아니라 Phonbirn Zidol 등의 다른 관능기를 가진 퍼플루오르 폴리에테르를 사용하여도 마찬가지 효과가 얻어진다. 윤활제층의 평가는 20Å이상의 막두께에서 이루어졌으나, 20Å이하의 막두께도 가능하며, 특히 본 발명에 의해 윤활제의 부착성이 높아진다면 10Å이하도 가능하다.In the above embodiment, a sputtering method using a mixed gas of methane gas was used. However, mixed gas containing hydrogen may be sufficient, and CVD method etc. may be used instead of sputtering method. The same effect can be also obtained by using a perfluoropolyether having a different functional group such as Phonbirn Zidol as well as Phonbirn AM3001. The evaluation of the lubricant layer was made at a film thickness of 20 kPa or more, but a film thickness of 20 kPa or less is possible, and in particular, 10 g or less may be possible if the adhesiveness of the lubricant is improved by the present invention.

본 발명의 자기기록매체에 의하면 탄소계 보호층이 윤활층(6)측보다 자기기록층(4)측의 수소함유량이 상대적으로 많은 구성을 갖는다. 따라서 자기기록층이 내충격성 등의 기계적 특성이 높고 내구성이 뛰어나다. 또한 윤활층(6)측의 수소함유량이 적어 탄소계 보호층과 윤활제간의 부착성이 향상하므로 윤활작용을 장기간 유지할 수 있다. 따라서 보호층으로서의 기계적 강도와 윤활제의 부착성이 쌍방의 요구를 충족할 수가 있으므로 장기적으로 신뢰성이 높은 자기기록매체를 실현할 수가 있다.According to the magnetic recording medium of the present invention, the carbon-based protective layer has a structure in which the hydrogen content of the magnetic recording layer 4 side is relatively higher than that of the lubricating layer 6 side. Therefore, the magnetic recording layer has high mechanical properties such as impact resistance and excellent durability. In addition, since the hydrogen content on the lubrication layer 6 side is small and the adhesion between the carbon-based protective layer and the lubricant is improved, the lubrication action can be maintained for a long time. Therefore, both the mechanical strength and the adhesion of the lubricant as the protective layer can satisfy both requirements, so that a highly reliable magnetic recording medium can be realized in the long term.

탄소계 보호막과 윤활층간의 부착성이 향상되므로 윤활막의 막 줄어듬은 억제할 수 있다. 따라서 막줄어듬을 고려한 양만큼 윤활층이나 탄소계 보호층의 막두께를 줄일 수 있다. 그 결과 자기헤드와 자기기록층간의 거리를 단축할 수가 있어 전자변환 특성이 개선되고, 신호품질이 향상함과 동시에 자기기록매체의 막도 줄일 수가 있다.Since the adhesion between the carbon-based protective film and the lubricating layer is improved, the film shrinkage of the lubricating film can be suppressed. Therefore, the film thickness of the lubricating layer or the carbon-based protective layer can be reduced by the amount in consideration of the film alignment. As a result, the distance between the magnetic head and the magnetic recording layer can be shortened, the electronic conversion characteristics are improved, the signal quality is improved, and the film of the magnetic recording medium can be reduced.

탄소계 보호층이 자기기록층측과 윤활층측간에서 수소함유량이 서서히 변화하도록 연속적으로 형성되면 탄소계보호막 내부의 막 결합력도 높아진다.If the carbon-based protective layer is formed continuously so that the hydrogen content gradually changes between the magnetic recording layer side and the lubricating layer side, the film bonding force inside the carbon-based protective film also increases.

윤활제의 피복후에 자외선을 조사하는 자기기록매체 제조방법에 의하면 기계적 특성이 뛰어난 수소함유량 20%이상의 탄소계보호층을 사용한 경우라도 윤활제와 이 탄소계 보호층간의 화학적 결합력이 촉진되므로 윤활층의 막 줄어듬 현상이 억제되어 상기의 자기기록매체의 발명과 마찬가지로 윤활작용이 길고 내구성이 뛰어난 신뢰성 높은 자기기록매체를 실현할 수 있다.According to the method of manufacturing a magnetic recording medium irradiating ultraviolet rays after coating of lubricant, even if a carbon-based protective layer having a hydrogen content of 20% or more having excellent mechanical properties is used, the chemical bond between the lubricant and the carbon-based protective layer is promoted, thereby reducing the film of the lubricant layer. As the phenomenon is suppressed, a highly reliable magnetic recording medium having a long lubricating effect and excellent durability can be realized as in the invention of the magnetic recording medium.

본 발명의 제2태양에 의한 자기헤드에 의하면 탄소계 보호층은 수소함유량이 20%(또는 C-H량이 0.4×1022㎝-3)이상의 수소함유량을 갖는 제1탄소막(271)과 윤활층(28)측에 20%(또는 C-H량이 0.4×1022㎝-3)미만의 수소함유량을 갖는 제2탄소막(272)으로 되는 것이 바람직하다.According to the magnetic head according to the second aspect of the present invention, the carbon-based protective layer has a first carbon film 271 and a lubricating layer 28 having a hydrogen content of 20% or more (or CH content of 0.4 × 1022 cm -3 ). It is preferable that the second carbon film 272 has a hydrogen content of less than 20% (or CH amount of 0.4x10 22 cm -3 ) on the side.

또한 이 수소함유 탄소막은 수소함유량이 자기헤드슬라이더(7)측으로부터 윤활층(28)측으로 서서히 변화하도록 연속적으로 형성된다.This hydrogen-containing carbon film is formed continuously so that the hydrogen content gradually changes from the magnetic head slider 7 side to the lubricating layer 28 side.

또는 수소함유 탄소막은 자기헤드슬라이더 측에 20%(또는 C-H량이 0.4×1022㎝-3)이상의 수소함유량과 윤활층(28)측에 205(또는 C-H량이 0.4×1022㎝-3)미만의 수소함유량으로 할 수도 있다.Or hydrogen-containing carbon film has a hydrogen content of less than 20% of the magnetic head slider side (or CH amount of 0.4 × 1022㎝ -3) over 205 the hydrogen content of the lubricating layer 28 side (or the amount of 0.4 × CH 1022㎝ -3) You can also do

윤활층(28)은 수산기, 방향족 등의 관능기를 갖는 퍼플루오로폴리에테르로 된 것이 바람직하다.The lubricating layer 28 is preferably made of perfluoropolyether having functional groups such as hydroxyl group and aromatic group.

제9c도에 예시한 바와 같이 본 발명에 의한 자기헤드는 전자변환소자를 탑재한 보호막(27) 및 윤활층(28)을 순차적으로 적층한 자기헤드를 제조할 때에 이 윤활층을 피복한 후에 자외선을 조사하여 제조할 수가 있다.As illustrated in FIG. 9C, the magnetic head according to the present invention is coated with the lubrication layer when the magnetic head is formed by sequentially stacking the protective film 27 and the lubrication layer 28 on which the electron conversion element is mounted. Can be produced by irradiation.

본 발명에 의한 제조방법에서는 윤활층(28)측이 자기헤드슬라이더(7)측보다 상대적으로 수소함유량이 적도록 막형성을 행하고 이 윤활층을 피복한 후에 자외선을 조사할 수도 있다. 자외선조사후에는 용매에 의한 린스처리를 한다.In the production method according to the present invention, the lubrication layer 28 side may be formed so that the hydrogen content is relatively smaller than that of the magnetic head slider 7 side, and the ultraviolet ray may be irradiated after coating the lubrication layer. After UV irradiation, the solvent is rinsed.

상기한 바와 같이 본 발명에 의한 자기헤드는 탄소계보호층(270을 자기헤드슬라이더의 적어도 슬라이딩면 측에 적층하고, 이 보호층(27)상에 윤활제층을 형성하는 구조로 되어 있다. 따라서 뛰어난 기계적 특성을 갖는 탄소계 보호층(27)이 자기디스크면에 대향하므로 헤드파괴 등과 같은 슬라이더의 슬라이딩면에 대한 손상을 방지할 수가 있다. 또한 탄소계보호층과 윤활제간의 부착력이 강하기 때문에 마모가루도 거의 생기지 않는다.As described above, the magnetic head according to the present invention has a structure in which a carbon protective layer 270 is laminated on at least the sliding surface side of the magnetic head slider, and a lubricant layer is formed on the protective layer 27. Since the carbon-based protective layer 27 having mechanical properties is opposed to the magnetic disk surface, it is possible to prevent damage to the sliding surface of the slider such as head fracture, etc. Also, since the adhesive force between the carbon-based protective layer and the lubricant is strong, wear powder is also applied. Rarely occurs

수소함유량이 205이상 또는 C-H량이 0.4×1022㎝-3이상을 갖는 수소함유 탄소막으로 된 슬라이더의 슬라이딩면 상의 탄소계 보호층을 사용할 경우에는 경도, 내충격성 등의 기계적 특성이 뛰어나서 헤드파괴 등이 생기지 않으며 윤활제가 표면에 부착되어 있기 때문에 자기디스크면에 대한 슬라이드성이 높아진다.When using a carbon-based protective layer on the sliding surface of a slider made of a hydrogen-containing carbon film having a hydrogen content of 205 or more and a CH content of 0.4 × 1022 cm -3 or more, the mechanical properties such as hardness and impact resistance are excellent, resulting in no head fracture. And since the lubricant is attached to the surface, the slideability to the magnetic disk surface is increased.

또한 수소함유 탄소막의 슬라이더(7)측이 윤활층(28)측보다 수소함유량이 많기 때문에 자기헤드가 자기디스크면에 충돌할 때의 내충격성 등의 기계적 특성이 높아서 헤드파괴 등이 생기지 않고 내구성이 뛰어나다.In addition, since the slider 7 side of the hydrogen-containing carbon film has more hydrogen content than the lubrication layer 28 side, mechanical properties such as impact resistance when the magnetic head collides with the magnetic disk surface are high, so that the head fracture does not occur and the durability is high. outstanding.

한편 윤활층(28)측의 수소함유 탄소막은 수소함유량이 적기 때문에 관능기를 갖는 퍼플루오로폴리에테르 등의 윤활제의 부착력이 매우 강해서 윤활작용을 자기간 유지할 수 있다. 이렇게 하여 본 발명에 의한 자기헤드는 자기디스크면에 접촉했을 때 보호층으로서의 기계적 강도와 자기디스크면과의 윤활작용을 관장하는 윤활제의 부착성의 쌍방의 요구를 충족시킬 수 있다.On the other hand, since the hydrogen-containing carbon film on the lubricating layer 28 side has a low hydrogen content, the adhesive force of a lubricant such as a perfluoropolyether having a functional group is very strong, so that the lubrication action can be maintained between them. In this way, the magnetic head according to the present invention can satisfy both the mechanical strength as a protective layer and the adhesion of a lubricant for lubricating the magnetic disk when contacted with the magnetic disk.

수소함유 탄소막의 슬라이더(7)측과 윤활층(28)측간의 수소함유량이 서서히 변화하도록 연속적으로 막이 형성되면 수소함유 탄소막의 막내 결합력이 높아져서 자기헤드의 내구성이 향상된다.If the film is continuously formed such that the hydrogen content between the slider 7 side and the lubrication layer 28 side of the hydrogen-containing carbon film is gradually changed, the bond strength in the film of the hydrogen-containing carbon film is increased, thereby improving the durability of the magnetic head.

윤활제로서 수산기 또는 방향족을 관능기로 하는 퍼플루오로폴리에테르를 사용할 경우에는 화학반응성이 높으므로 반응시간을 단축할 수가 있어 자기헤드 제조의 소요시간을 단축시킬 수 있다. 또한 윤활제와 탄소계 보호층간의 결합력도 높아져서 슬라이더 슬라이딩면의 윤활층의 수명이 길어진다.In the case of using perfluoropolyether having a hydroxyl group or an aromatic functional group as a lubricant, since the chemical reactivity is high, the reaction time can be shortened and the time required for manufacturing the magnetic head can be shortened. In addition, the bonding force between the lubricant and the carbon-based protective layer is also increased, the service life of the lubricating layer of the slider sliding surface is long.

자기헤드슬라이더의 탄소계보호층(27)상에 윤활층(28)을 피복한 후에 자외선늘 조사하면 탄소계보호막(27)과 윤활층(28)간의 화학결합력이 촉진되므로 코어슬라이더 표면의 윤활제의 막줄어듬 현상이 억제되어 장기간에 걸쳐서 윤활성능을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 마모가루에 의한 데브리의 발생을 억제할 수 있다.Irradiating ultraviolet rays after coating the lubrication layer 28 on the carbon-based protective layer 27 of the magnetic head slider promotes the chemical bonding force between the carbon-based protective film 27 and the lubricating layer 28. Membrane streak can be suppressed to maintain lubrication performance over a long period of time and to suppress the occurrence of debris due to wear powder.

또한 자외선조사후에 용매린스처리를 하면 탄소계 보호층과의 화학흡착력이 강한 윤활제만이 잔존하므로 보다 장기간에 걸쳐서 윤활작용을 유지할 수 있다.In addition, if the solvent rinsing treatment after UV irradiation, only a lubricant having strong chemical adsorption power with the carbon-based protective layer remains, so that the lubrication action can be maintained for a longer period of time.

다음에 본 발명의 자기헤드와 그 제조방법이 실제로 어떻게 구체화되는가를 실시예를 참조하여 설명한다.Next, how the magnetic head of the present invention and its manufacturing method are actually specified will be described with reference to Examples.

자기헤드에 대하여About magnetic head

제9a도는 본 발명의 제1실시예에 의한 자기헤드의 요부단면도이다. 전자변환소자(14)를 탑재한 자기헤드슬라이더(7)에서 탄소계보호층(27)은 적어도 그 슬라이딩면(7a)측에 적층되고 이 보호층(27)상에 윤활제층(28)이 적층되어 있다.9A is a sectional view showing the main parts of a magnetic head according to the first embodiment of the present invention. In the magnetic head slider 7 equipped with the electron conversion element 14, the carbon-based protective layer 27 is laminated at least on the sliding surface 7a side, and the lubricant layer 28 is laminated on the protective layer 27. It is.

이 탄소계보호층(27)과 윤활층(28)은 슬라이더 표면의 자기디스크 D와 접촉할 우려가 있는 표면, 즉 슬라이더의 적어도 슬라이딩면 측에 형성하기만 하면 된다. 탄소계보호층(27)은 스퍼터링법으로 형성하고, 윤활제층(28)은 피복방법으로 용이하게 형성하는 것이 바람직하다.The carbon-based protective layer 27 and the lubrication layer 28 need only be formed on a surface which may come into contact with the magnetic disk D on the slider surface, that is, at least on the sliding surface side of the slider. The carbon-based protective layer 27 is preferably formed by sputtering, and the lubricant layer 28 is preferably formed by a coating method.

슬라이더의 슬라이딩면에 탄소계보호층(27)과 윤활층(28)을 적층하는 방법으로서는 제13도와 같은 자기헤드를 완성한 후에 마지막으로 1개씩 적층하여도 좋으나, 제15a도와 같이 연결되어 있는 블록의 1개 또는 복수개를 치구에 부착시켜 탄소계 보호막(27)을 스퍼터링하여도 된다. 윤활제의 피복은 블록상태로 실시하여도 되고, 완성후에 피복하여도 된다. 또 제15b도에 나타낸 바와 같이 R모따기를 할 경우에는 R모따기 후에 복수개의 슬라이더를 치구에 부착시켜 한꺼번에 탄소계 보호층(27)과 윤활층(28)을 적층한다.As a method of laminating the carbon-based protective layer 27 and the lubricating layer 28 on the sliding surface of the slider, one may be laminated one by one after completing the magnetic head as shown in FIG. One or more pieces may be attached to the jig to sputter the carbon protective film 27. Coating of the lubricant may be carried out in a block state or may be applied after completion. As shown in Fig. 15B, when R chamfering, a plurality of sliders are attached to the jig after R chamfering, and the carbon protective layer 27 and the lubrication layer 28 are laminated at a time.

제9a도에 나타낸 슬라이더에서의 탄소계보호층(27)은 20%이상의 수소 또는 0.4×1022㎝-3이상의 C-H량을 함유한 수소함유 탄소막으로 구성하면 종래구성의 통상 탄소보다 경도나 내충격성 등의 기계적 특성이 뛰어나기 때문에 헤드 파괴 등이 생기지 않는다. 또 표면에 윤활제가 부착되어 있으므로 자기디스크면과의 슬라이드성이 향상된다. 또한 본 발명은 슬라이더 형상이나 재료가 다른 각종의 슬라이더에 적용할 수 있다.When the carbon-based protective layer 27 in the slider shown in Fig. 9a is composed of a hydrogen-containing carbon film containing 20% or more of hydrogen or a CH amount of 0.4 × 10 22 cm -3 or more, the hardness, impact resistance, etc. Because of its excellent mechanical properties, it does not cause head breakage. In addition, since lubricant is attached to the surface, the sliding property with the magnetic disk surface is improved. In addition, the present invention can be applied to various sliders having different slider shapes and materials.

본 발명의 자기헤드에 대한 평가에 대해서Evaluation of the magnetic head of the present invention

다음에 본 발명과 같이 슬라이더의 슬라이딩면에 탄소계 보호층(27)과 윤활층(28)을 적층하는 데 따른 작용, 효과를 실시예에 의거해서 설명한다. 제10a도, 제10b도는 작용, 효과의 평가용으로 제작한 자기헤드슬라이더이다. 제10a도에서는 자기슬라이더(7)의 적어도 슬라이딩면(27a)측에 탄소계보호층(27)을 적층하고, 이 보호층(27)상에 윤활제층(28)을 형성하고 있다.Next, the operation and effect of laminating the carbon-based protective layer 27 and the lubricating layer 28 on the sliding surface of the slider as in the present invention will be described based on Examples. 10A and 10B are magnetic head sliders prepared for the evaluation of actions and effects. In FIG. 10A, the carbon-based protective layer 27 is laminated on at least the sliding surface 27a side of the magnetic slider 7, and the lubricant layer 28 is formed on this protective layer 27. As shown in FIG.

제10b도에서는 자기헤드 슬라이더(7)측에 수소함유량 20%(또는 C-H량이 0.4×1022㎝-3)이상의 제1탄소막(271)을 형성하고, 제1탄소막(271)상에 수소함유량 20%(또는 C-H량이 0.4×1022㎝-3)미만의 제2탄소막(272)을 형성하고 윤활층(28)을 적층하고 있다.In FIG. 10B, a first carbon film 271 having a hydrogen content of 20% (or CH content of 0.4 × 102 2 cm −3 ) or more is formed on the magnetic head slider 7 side, and 20% hydrogen content is formed on the first carbon film 271. The second carbon film 272 (or less than 0.4 × 102 2 cm −3 ) is formed to form a lubricating layer 28.

이와 같이 층 구조가 다른 2종류의 평가용 샘플을 수종류 제조하여 각각의 샘플의 탄소계 보호층(271, 272)의 수소함유량을 파라미터로 하여 윤활층(28)과의 부착성을 조사하였다. 그 결과를 제3도에 나타내었다.Thus, two kinds of evaluation samples having different layer structures were prepared, and the adhesion to the lubricating layer 28 was investigated using the hydrogen content of the carbon-based protective layers 271 and 272 as the parameters. The results are shown in FIG.

제10a도에 나타낸 탄소계 보호층이 1층으로 구성된 평가 샘플은 스퍼터링 장치를 사용하여 Al2O3TiC제의 기판상에 수소함유 탄소보호막(27)을 500Å 스퍼터링 형성한 후에 그 위에 방향족을 관능기로 갖는 퍼플로오로 폴리에테르(상품명 : Phonbrin AM3001 Monte Cassini Co.제)를 약 25Å의 두께로 피복하여 완성하였다. 또한 탄소계 보호막(27)의 수소함유량은 Ar과 메탄가스의 혼합비를 변경하여 제어하고, 또 윤활제의 부착성은 불소계 용제에 의한 린스후의 잔존량에 의해 평가하였다.An evaluation sample composed of one layer of the carbon-based protective layer shown in FIG. 10A was formed by sputtering a hydrogen-containing carbon protective film 27 on a substrate made of Al 2 O 3 TiC by 500 Å sputtering, followed by a perflow having an aromatic functional group thereon. Oro polyether (trade name: manufactured by Phonbrin AM3001 Monte Cassini Co.) was coated to a thickness of about 25 mm 3 and completed. The hydrogen content of the carbon-based protective film 27 was controlled by changing the mixing ratio of Ar and methane gas, and the adhesion of the lubricant was evaluated by the residual amount after rinsing with a fluorine-based solvent.

제2도로부터 명백한 바와 같이 수소함유 탄소막(27)중의 수소함유량이 20%를 넘어 33%, 52%, 54%가 되면 초기 막두께 25Å의 윤활층이 린스후에는 5Å정도 밖에 남지 않아서 관능기를 가진 윤활제라 하더라고 그 부착성이 현저히 저하되는 것을 알 수 있다. 즉 수소함유량 20%이상의 탄소계 보호층은 기계적 특성은 뛰어나나 윤활제와의 부착력이 약하다.As evident from FIG. 2, when the hydrogen content in the hydrogen-containing carbon film 27 exceeds 20% and reaches 33%, 52%, and 54%, a lubricating layer having an initial film thickness of 25 kPa remains only 5 kPa after rinsing, and thus has a functional group. Even if it is a lubricant, it turns out that the adhesiveness falls remarkably. That is, the carbon-based protective layer having a hydrogen content of 20% or more is excellent in mechanical properties but weak in adhesion to the lubricant.

또한 제3도로부터 명백한 바와 같이 탄소계 보호층중의 수소함유량이 감소할수록 용매 린스후의 잔존 윤활제의 막두께가 두꺼워지는 경향이 있으며, 윤활제 부착성의 효과가 나타난다.Also, as is apparent from FIG. 3, as the hydrogen content in the carbon-based protective layer decreases, the film thickness of the residual lubricant after solvent rinsing tends to be thick, and the effect of adhesive adhesion is exhibited.

제4도로부터 명백한 바와 같이 수소함유량이 약 52%이하에서는 수소함유량이 증가할수록 탄소막 경도가 증가하여 내 마모성, 내충격성이 향상된다.As is apparent from FIG. 4, when the hydrogen content is about 52% or less, the carbon film hardness increases as the hydrogen content increases, thereby improving wear resistance and impact resistance.

제10b도에 나타낸 바와 같이 탄소계 보호층이 제1탄소막(271)과 제2탄소막(272)의 2층으로 구성된 자기헤드슬라이더도 스퍼터링장치를 사용하여 Al2O3TiC기판상에 수소함유량이 20%(또는 C-H량이 0.4×1022cm-3)이상의 제1탄소막(271)을 형성하고 이 제1탄소막(271)상에 수소함유량 20%(또는 C-H량이 0.4×1022cm-3)미만의 제2탄소막(272)을 형성하여, 윤활층(28)으로서 관능기를 갖는 퍼플루오로 폴리에테르를 피복한다.As shown in FIG. 10B, the magnetic head slider including the carbon-based protective layer composed of two layers of the first carbon film 271 and the second carbon film 272 also has a hydrogen content on the Al 2 O 3 TiC substrate by using a sputtering apparatus. A first carbon film 271 having 20% (or CH amount of 0.4 × 1022 cm −3 ) or more is formed, and a second carbon film of less than 20% of hydrogen content (or CH amount of 0.4 × 1022 cm −3 ) is formed on the first carbon film 271. 272 is formed to coat perfluoro polyether having a functional group as the lubricating layer 28.

제2도로부터 명백한 바와 같이 수소함유량이 20%를 넘으면 윤활제의 부착성이 떨어지나 기계적 특성이 뛰어나다. 한편 수소함유량이 20%미만, 즉 16%인 경우에는 용매로 린스한 후에도 10Å의 윤활제가 남아 있어 부착성이 뛰어나다는 것을 알 수 있다.As apparent from FIG. 2, when the hydrogen content exceeds 20%, the adhesiveness of the lubricant is inferior, but the mechanical properties are excellent. On the other hand, when the hydrogen content is less than 20%, that is, 16%, it can be seen that even after rinsing with a solvent, a lubricant of 10 kPa remains, resulting in excellent adhesion.

따라서 수소함유량이 20%이상으로 기계적 특성이 뛰어난 제1탄소막(271)상에 수소함유량이 20%미만으로 윤활제와의 부착성이 뛰어난 제2탄소막(272)을 적층한 2층 구조로 하면 기계적 특성이 좋고 내구성이 뛰어나며, 또한 윤활제와의 부착성이 좋아서 윤활작용이 긴 자기헤드를 실현할 수 있으므로 내구성과 신뢰성의 쌍방의 요구를 실현할 수 있다.Therefore, when the hydrogen content is 20% or more and the hydrogen content is less than 20% on the first carbon film 271, which has excellent mechanical properties, the second carbon film 272 having excellent adhesion to lubricant is laminated. It is excellent in durability, excellent in adhesion with a lubricant, and can realize a magnetic head having a long lubrication action, thereby realizing both demands for durability and reliability.

탄소계 보호층이 두꺼워질수록 자기헤드의 헤드소자부(14)와 자기디스크(D)간의 거리가 증대하여 전자 변환효율이 저하하므로 2층의 보호층(271, 272)을 합친 막 두께는 500Å이하로 하는 것이 바람직하다. 또한 윤활제측의 탄소계 보호층(272)은 윤활제의 부착성이 높아지는 정도의 막 두께면 되며, 기계적 강도를 높이기 위한 슬라이더측과 탄소계 보호막(271)은 보다 두껍게 형성하는 것이 바람직하다.As the carbon-based protective layer becomes thicker, the distance between the head element portion 14 of the magnetic head and the magnetic disk D increases, so that the electron conversion efficiency is lowered. Therefore, the film thickness of the two protective layers 271 and 272 is 500 kV. It is preferable to set it as follows. The carbon-based protective layer 272 on the lubricant side may have a film thickness such that adhesion of the lubricant is increased, and the slider side and the carbon-based protective film 271 for increasing the mechanical strength are preferably formed thicker.

본 실시예에서는 탄소계 보호층의 형성법으로서 메탄가스를 혼합한 스퍼터링법을 사용하고 있으나 수소를 함유한 혼합가스이면 되고, 또 스퍼터링법 대신에 CVD법 등을 이용하여도 된다. 또한 윤활제도 Phonbrin AM3001 뿐만 아니라 Phonbrin Zdol 등의 다른 관능기를 갖는 퍼플루오로 폴리에테를 사용하여도 마찬가지 효과가 얻어진다.In this embodiment, a sputtering method in which methane gas is mixed is used as a method of forming a carbon-based protective layer, but a mixed gas containing hydrogen may be used, and a CVD method or the like may be used instead of the sputtering method. The same effect is also obtained when the lubricant is used not only Phonbrin AM3001 but also perfluoropolyether having other functional groups such as Phonbrin Zdol.

제10b도의 설명에서는 제1탄소막(271)과 제2탄소막(272)간의 경계면에서 수소함유량이 변화하고 있으나, 수소 함유량을 조금씩 변화시킬 수도있다. 이 경우에는 슬라이더(7)측의 수소함유량을 20%이상으로 하고, 점차 수소함유량을 줄임으로써 윤활층(28)측의 수소함유량을 20%이하로 한다.In the description of FIG. 10B, the hydrogen content is changed at the interface between the first carbon film 271 and the second carbon film 272, but the hydrogen content may be changed little by little. In this case, the hydrogen content on the slider 7 side is made 20% or more, and the hydrogen content on the lubrication layer 28 side is made 20% or less by gradually reducing the hydrogen content.

상기한 바와 같이 수소함유량이 점차 감소하는 탄소계 보호층으로 하여 경계를 없앰으로써 탄소계 보호층 내부의 밀착강도를 높일 수가 있다. 따라서 제9b도에 나타낸 실시예에서의 슬라이더 슬라이딩면상의 탄소계 보호층(271, 272)간의 경계가 없어지도록 수소함유량을 연속적으로 변화시키는 것도 유효하다.As described above, the adhesion strength inside the carbon-based protective layer can be increased by removing the boundary as a carbon-based protective layer in which the hydrogen content gradually decreases. Therefore, it is also effective to continuously change the hydrogen content so that the boundary between the carbon-based protective layers 271 and 272 on the slider sliding surface in the embodiment shown in FIG. 9B disappears.

제10b도에 나타낸 바와 같이 제1탄소막(271)상에 제2탄소막(272)을 형성하기 위해서는 제11a도에 나타낸 바와 같이 치구 홀더(29)에 슬라이더 블록을 부착시킨 치구(34)를 지지시킨 상태에서 캐리어(30)를 Cr 타겟(t1), 자성재 타겟(t2), 수소함유 타겟(t3, t4)의 앞을 통과시켜서 슬라이더 블록의 슬라이딩면측으로 순차적으로 적층해 간다.As shown in FIG. 10B, in order to form the second carbon film 272 on the first carbon film 271, as shown in FIG. 11A, the jig 34 having the slider block attached to the jig holder 29 is supported. In this state, the carrier 30 is sequentially stacked on the sliding surface side of the slider block by passing the front of the Cr target t1, the magnetic material target t2, and the hydrogen containing targets t3 and t4.

제11b도에서 스퍼터실(31)중의 수소함유타겟(t3)은 제10b도에서의 제1수소함유 탄소막(271)을 형성하기 위한 것으로서 스퍼터실(31)중의 메탄가스 혼합비가 10%이상으로 설정된다. 다음 스퍼터실(32)중의 수소함유 타겟(t4)은 제10b도에서의 제2수소함유 탄소막(272)을 형성하기 위한 것으로서 스퍼터실(32)중의 메탄가스 혼합비가 10%미만으로 설정된다.In FIG. 11B, the hydrogen-containing target t3 in the sputter chamber 31 is for forming the first hydrogen-containing carbon film 271 in FIG. 10B, and the methane gas mixing ratio in the sputter chamber 31 is set to 10% or more. do. The hydrogen-containing target t4 in the next sputtering chamber 32 is for forming the second hydrogen-containing carbon film 272 in FIG. 10B, and the methane gas mixing ratio in the sputtering chamber 32 is set to less than 10%.

양 스퍼터실(31, 32)간의 칸막이 구성(33)을 가능한 한 좁게 하면 제10b도와 같이 제1탄소막(271)과 제2탄소막(272)간에 수소함유량이 다른 박막형성이 이루어진다.If the partition structure 33 between both sputter chambers 31 and 32 is made as narrow as possible, a thin film formation with a different hydrogen content is formed between the first carbon film 271 and the second carbon film 272 as shown in FIG. 10B.

자기헤드의 제조방법에 대하여About manufacturing method of magnetic head

다음에 자외선 조사에 의한 자기헤드의 제조방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 자기헤드는 제9c도에서 나타낸 바와 같이 전자변환소자(14)를 탑재한 자기헤드 슬라이더(7)에서 적어도 슬라이더면측에 탄소계 보호층(27) 및 윤활층(28)을 순차적으로 적층한 자기헤드를 제조할 때 이 윤활층(28)을 피복한 후에 자외선을 조사하여 완성한다. 이와 같이 자외선 조사에 의한 작용, 효과를 평가하기 위하여 제12a도, 제12b도와 같은 평가용 자기헤드를 제조하였다.Next, the manufacturing method of the magnetic head by ultraviolet irradiation is demonstrated. In the magnetic head of the present invention, as shown in FIG. 9C, the carbon-based protective layer 27 and the lubricating layer 28 are sequentially stacked on at least the slider surface side of the magnetic head slider 7 having the electron conversion element 14 mounted thereon. When manufacturing one magnetic head, this lubrication layer 28 is coated, and then it is completed by irradiating an ultraviolet-ray. Thus, in order to evaluate the effect | action and effect by ultraviolet irradiation, the evaluation magnetic heads like FIG. 12A and FIG. 12B were manufactured.

제12a도는 슬라이더(7)에 탄소계 보호막(27)을 형성후에 윤활제를 피복하여 자외선을 조사한 자기헤드 제12b도는 윤활제 피복후에 자외선을 조사하지 않은 자기헤드이다. 양자의 탄소계 보호막(27)의 수소함유량 및 자외선 조사시간을 파라미터로 하여 윤활제와의 부착성을 조사하고, 그 결과를 제7도에 나타낸다.FIG. 12A shows a magnetic head irradiated with ultraviolet rays after coating the lubricant with the carbon-based protective film 27 formed on the slider 7 FIG. 12B shows a magnetic head without irradiating ultraviolet rays after the lubricant coating. Adhesion with a lubricant is investigated using the hydrogen content and ultraviolet irradiation time of both carbon-based protective films 27 as parameters, and the result is shown in FIG.

제12b도에 나타낸 자외선 조사를 하지 않은 평가 샘플은 스퍼터링장치를 사용하여 Al2O3TiC기판상에 수소함유 탄소보호막(27)을 500Å로 순차적으로 적층형성한 후에 이 탄소보호막(27)상에 방향족을 관능기로 갖는 퍼플루오로 폴리에테르(상표명 : Phonbrin AM3001, Monte Cassini Co. 제)를 약 25Å의 두께로 피복하여 제작하였다. 또한 탄소계 보호막(27)의 수소함유량은 Ar과 메탄가스의 혼합비를 변화하여 제어하고, 또 윤활제의 부착성은 불소계 용매에 의한 린스후의 잔존량에 의해 평가하였다.An evaluation sample not irradiated with ultraviolet rays shown in FIG. 12B was formed by sequentially stacking a hydrogen-containing carbon protective film 27 at 500 kPa on an Al 2 O 3 TiC substrate using a sputtering apparatus, and then on the carbon protective film 27. Perfluoro polyether (trade name: Phonbrin AM3001, manufactured by Monte Cassini Co.) having an aromatic functional group was coated to a thickness of about 25 mm 3. The hydrogen content of the carbon protective film 27 was controlled by varying the mixing ratio of Ar and methane gas, and the adhesion of the lubricant was evaluated by the residual amount after rinsing with a fluorine-based solvent.

제7도로부터 명백한 바와 같이 탄소막(27)중의 수소함유량이 20%를 넘어 33%가 되면 자외선조사가 없는 경우에는 초기 막두께 25Å의 윤활제가 린스후에는 5Å정도 밖에 남지 않아서 관능기를 갖는 윤활제라 하더라도 그 부착성이 현저히 저하된다는 것을 알 수 있다.As is apparent from FIG. 7, when the hydrogen content in the carbon film 27 exceeds 20% and reaches 33%, in the absence of ultraviolet irradiation, the lubricant having an initial film thickness of 25 kV remains only about 5 kV after rinsing, even if it is a lubricant having a functional group. It can be seen that the adhesion is significantly lowered.

이에 반하여 제12a도와 같이 스퍼터링 장치를 사용하여 Al2O3TiC기판상에 수소함유 탄소계 보호막(27)을 500Å로 형성하고 퍼플루오로폴리에테르로 된 윤활제를 피복하여 자외선 조사를 50초, 60초 실시하면 제7도와 같이 수소함유량이 33%의 경우라도 윤활제의 잔량은 2배이상으로 증가한다. 윤활제의 부착성의 지표로서 용매린스 후의 윤활 막두께/린스전의 윤활막 두께의 비율을 사용했을 경우에 제7도와 같이 수소함유량이 20%미만의 통상의 탄소막상의 윤활제는 약40%이나, 제12a도에 나타낸 평가용 자기헤드도 자외선 조사의 조건에 의해 그 비율을 40%이상으로 설정할 수가 있다. 또한 자외선으로서는 조도가 8mw, 파장성분이 185nm와 254nm의 것을 사용하였다.On the contrary, as shown in FIG. 12A, a hydrogen-containing carbon-based protective film 27 was formed on the Al 2 O 3 TiC substrate by 500 kPa and coated with a lubricant made of perfluoropolyether to irradiate ultraviolet light for 50 seconds and 60 degrees. In the first embodiment, even in the case where the hydrogen content is 33% as shown in FIG. 7, the residual amount of the lubricant is more than doubled. When the ratio of the lubricating film thickness after the solvent rinse / the lubricating film thickness before the rinse is used as an index of adhesion of the lubricant, the lubricant on the conventional carbon film having a hydrogen content of less than 20% as shown in Fig. 7 is about 40%, The evaluation magnetic head shown in Fig. 2 can also set the ratio to 40% or more under the conditions of ultraviolet irradiation. As ultraviolet rays, those having an illuminance of 8mw and a wavelength component of 185nm and 254nm were used.

조사시간과 윤활층 두께간의 관계는 제8도에 나타낸 것과 동일하다.The relationship between the irradiation time and the lubrication layer thickness is the same as shown in FIG.

상기의 조사 결과에 의거해서 본 발명의 발명자들은 제9c도와 같이 슬라이더의 슬라이딩면에 수소함유량 20%미만의 통상 탄소보호층(27)을 형성하고 또 윤활제를 피복한 후에 자외선을 조사하여 자기헤드를 완성하였다. 제7도, 제8a도, 제8b도의 결과로부터 명백한 바와 같이 통상 탄소막에 윤활제를 피복한 후에 자외선을 조사한 경우에는 윤활제의 부착성이 더욱 향상되어 있으므로 윤활작용의 수명이 더욱 길어진다.Based on the above findings, the inventors of the present invention form the ordinary carbon protective layer 27 having a hydrogen content of less than 20% on the sliding surface of the slider as shown in FIG. Completed. As apparent from the results of FIG. 7, FIG. 8A, and FIG. 8B, in the case of irradiating ultraviolet rays after coating the lubricant on the carbon film, the adhesion of the lubricant is further improved, and thus the life of the lubrication action is longer.

이에 반해서 제7도, 제8c도, 제8d도의 결과로부터도 명백한 바와 같이 수소함유량 20%이상의 수소함유 탄소막에 윤활제를 피복하여 자외선을 조사했을 때도 마찬가지로 윤활제의 부착성이 향상하므로 슬라이더의 슬라이딩면에 수소함유량 20%이상의 수소함유 탄소막(27)을 스퍼터링형성하고 또 윤활제를 피복한 후에 자외선을 조사하면 윤활제의 부착성이 향상할 뿐만 아니라 수소함유량 20% 이상의 수소함유 탄소막은 기계적 강도로 높으므로 경도나 내충격성이 뛰어난 자기헤드가 얻어진다.On the other hand, as apparent from the results of FIGS. 7, 8c, and 8d, the adhesiveness of the lubricant is also improved when the ultraviolet ray is coated by applying a lubricant to a hydrogen-containing carbon film having a hydrogen content of 20% or more. When sputtering the hydrogen-containing carbon film 27 having a hydrogen content of 20% or more and irradiating ultraviolet rays after coating the lubricant, the adhesion of the lubricant is not only improved, but the hydrogen-containing carbon film having a hydrogen content of 20% or more is high in mechanical strength, so that A magnetic head excellent in impact resistance is obtained.

제11a도, 제11b도에 나타낸 스퍼터링 장치를 사용하여 수소함유량 20%이상의 제1탄소막(271)상에 수소함유량 20%미만의 제2탄소막(272)을 적층하고 윤활제를 피복한 후에 자외선을 조사하면 자외선 조사와 수소함유량이 적은 제2탄소막(272)의 윤활제 부착작용이 상승작용을 일으켜 윤활제와 수소함유 탄소계보호층간의 부착성이 보다 향상된다. 따라서 슬라이더의 슬라이딩면상에 수소함유량이 많은 제1탄소막과 수소함유량이 적은 제2탄소막을 형성하고 또 윤활제 피복후에 자외선을 조사하면 윤활제의 부착성을 높일 수가 있다.A second carbon film 272 having a hydrogen content of less than 20% and less than 20% is laminated on the first carbon film 271 having a hydrogen content of 20% or more by using the sputtering apparatus shown in FIGS. 11A and 11B and irradiated with ultraviolet rays. The lower surface irradiates with ultraviolet light and the lubricant adhesion action of the second carbon film 272 having a small hydrogen content increases synergistically, thereby improving the adhesion between the lubricant and the hydrogen-containing carbon protective layer. Therefore, if the first carbon film having a high hydrogen content and the second carbon film having a low hydrogen content are formed on the sliding surface of the slider and irradiated with ultraviolet rays after coating the lubricant, the adhesion of the lubricant can be improved.

평가용 샘플을 제조할 때에는 탄소계 보호층의 형성법으로서 메탄가스를 혼합한 스퍼터링법을 사용하고 있으나, 수소를 함유한 혼합 가스이면 되고, 또 스퍼터링법에 대신하여 CVD 등을 이용하여도 된다. 또한 윤활제도 Phonbrin AM3001 뿐만 아니라 Phonbrin Zdon 등의 다른 관능기를 가진 퍼플루오로 폴리에테르를 사용하여도 마찬가지 결과가 얻어진다. 윤활제층의 평가는 20Å 이상의 막두께에 대하여 행하였으나 20Å 이하의 막두께의 경우도 가능하며, 특히 본 발명에 의해 부착성이 높아지면 10Å 이하도 가능하다.When manufacturing the sample for evaluation, sputtering method in which methane gas is mixed is used as a method of forming a carbon-based protective layer, but a mixed gas containing hydrogen may be used, and CVD or the like may be used instead of the sputtering method. The same results are also obtained when the lubricant is used not only Phonbrin AM3001 but also perfluoro polyether having other functional groups such as Phonbrin Zdon. The lubricant layer was evaluated for a film thickness of 20 kPa or more, but a film thickness of 20 kPa or less is also possible. In particular, if the adhesion is high according to the present invention, 10 kPa or less may be possible.

본 발명의 자기헤드와 같이 자기헤드 슬라이더의 적어도 슬라이딩면에 수소함유량이 20%이상의 또는 슬라이더 측과 윤활층 측간에 수소함유량이 다른 재질 등의 탄소보호층을 형성하고 그 위에 윤활제의 층을 적층하는 구성에 의하면 기계적 특성이 뛰어난 탄소계 보호층이 자기기록매체면과 대향하므로 헤드파괴 등의 슬라이더 슬라이딩면의 손상을 방지할 수 있다. 또한 탄소계 보호층과 윤활층간의 부착성이 높기 때문에 마모가루나 데브리가 발생하기 어렵고 또 데브리가 발생하더라도 슬라이더의 슬라이딩면에 부착하지 않는다.Like the magnetic head of the present invention, a carbon protective layer of a material having a hydrogen content of 20% or more or at least a hydrogen content between the slider side and the lubrication layer side is formed on at least the sliding surface of the magnetic head slider, and a layer of lubricant is laminated thereon. According to the configuration, since the carbon-based protective layer having excellent mechanical properties opposes the surface of the magnetic recording medium, damage to the slider sliding surface such as head breakage can be prevented. In addition, since the adhesion between the carbon-based protective layer and the lubrication layer is high, wear powder or debris is less likely to occur, and even if debris is generated, it does not adhere to the sliding surface of the slider.

자기헤드 슬라이더의 탄소계 보호층상에 윤활층을 피복한 후에 자외선을 조사하는 자기헤드 제조방법에 의하면 탄소계 보호막과 윤활제간의 화학 결합력이 촉진되므로 코어슬라이더 표면의 윤활제의 막 줄어듬 현상이 억제되고, 장기간에 걸쳐서 윤활성능을 유지할 수 있을 뿐 아니라 마모가루에 의한 데브리의 발생을 억제할 수 있다.According to the method of manufacturing a magnetic head which irradiates ultraviolet rays after coating a lubricating layer on the carbon-based protective layer of the magnetic head slider, the chemical bonding force between the carbon-based protective film and the lubricant is promoted, the film shrinkage of the lubricant on the surface of the core slider is suppressed, The lubrication performance can be maintained throughout the process, and the occurrence of debris due to wear powder can be suppressed.

상기한 바와 같이 본 발명은 자기기록 매체의 내마모성을 향상시키기 위해 내마모성이 높은 수소함유 탄소막을 개발하였다. 그러나 본 발명자들의 계속적인 조사결과에 의해 수소함유 탄소층의 절연저항이 MR 헤드용으로서는 불충분한 경우도 있다는 것을 발견하였다.As described above, the present invention has developed a hydrogen-containing carbon film having high wear resistance in order to improve wear resistance of a magnetic recording medium. However, the inventors' continuous investigation found that the insulation resistance of the hydrogen-containing carbon layer is sometimes insufficient for the MR head.

본 발명의 제3태양에 의하면 자기디스크 장치나 플로피디스크 장치, 자기테이프 장치 등에서의 기록 매체나 자기헤드의 슬라이딩면에 사용되는 탄소보호막으로서 고저항과 고경도의 쌍방을 충족시킬 수 있는 수소함유 탄소보호막을 실현하고 또한 안전된 품질의 것을 제공할 수가 있다.According to the third aspect of the present invention, a carbon protective film used for a recording medium or a sliding surface of a magnetic head in a magnetic disk device, a floppy disk device, a magnetic tape device, or the like, and hydrogen-containing carbon capable of satisfying both high resistance and high hardness. It is possible to realize a protective film and to provide a safe quality one.

본 발명의 제3태양에 의한 자기기록 장치에서는 막의 하부에서의 수소함유량은 20%이상이고, 상부에서의 수소함유량은 20%미만이 바람직하다.In the magnetic recording apparatus according to the third aspect of the present invention, the hydrogen content in the lower portion of the film is preferably 20% or more, and the hydrogen content in the upper portion is less than 20%.

즉 본 발명에 의한 장치에서는 탄소보호막의 수소 농도가 초기층인 보호막 하부에서 높게 되어 있다. 따라서 저항치가 높아져서 MR헤드나 MR헤드용의 자기디스크에 현저한 효과를 나타낼 수가 있다. 이에 반해 표면측의 보호막 상부는 수소 농도가 낮으므로 슬라이딩면인 보호막 상부의 내마모성이 향상하여 내구성이 개선된다. 그 결과 내마모성과 고저항의 쌍방을 충족할 수 있는 탄소보호막이 된다. 이 효과는 보호막하부의 수소함유량ㅇ이 20%이상, 보호막 상부의 수소함유량이 20%미만일 경우에 특히 현저하다.That is, in the apparatus according to the present invention, the hydrogen concentration of the carbon protective film is high under the protective film which is the initial layer. Therefore, the resistance value is increased, which can have a remarkable effect on the MR head and the magnetic disk for the MR head. On the contrary, since the upper portion of the protective film on the surface side has a low hydrogen concentration, the wear resistance of the upper protective film on the sliding surface is improved, thereby improving durability. As a result, it becomes a carbon protective film which can satisfy both abrasion resistance and high resistance. This effect is especially noticeable when the hydrogen content under the protective film is 20% or more and the hydrogen content above the protective film is less than 20%.

본 기록장치의 기록매체 또는 자기헤드의 슬라이딩부로 사용되는 탄소보호막을 형성할 경우에는 우선 이 탄소보호막을 수소를 함유한 분위기중에서 형성하여 막중의 수소농도가 보호막의 초기층인 하부에서 높아지고 표면측의 보호막 상부층에서 낮아지도록 수소분압을 제어하여 이 탄소보호막을 형성한다.In the case of forming a carbon protective film used as a recording medium or a sliding portion of the magnetic head of the recording apparatus, first, the carbon protective film is formed in an atmosphere containing hydrogen so that the hydrogen concentration in the film is increased at the lower part of the protective film, This carbon protective film is formed by controlling the partial pressure of hydrogen so as to be lowered in the upper protective film layer.

수소를 함유한 분위기중에서 수소분압을 제어할 때에는 막중의 수소농도가 보호막의 하부(Cm1)에서는 높고 표면측의 보호막 하부(Cm2)에서는 낮도록 형성한다.When the hydrogen partial pressure is controlled in an atmosphere containing hydrogen, the hydrogen concentration in the film is formed so as to be high in the lower portion (Cm1) of the protective film and low in the protective film lower portion (Cm2) on the surface side.

탄소막을 형성하는데 사용되는 수소를 함유한 분위기는 CmHn을 함유한 불활성 가스 분위기가 바람직하다. 이 경우에 처음에는 CmHn량을 20%이상 포함한 CmHn- 불활성가스 분위기중에서 형성하여 초기층인 보호막하부(Cm1)를 형성하고, 이어서 CmHn량이 20%미만인 CmHn- 불활성 가스 분위기 중에서 형성하여 표면측의 보호막 상부(Cm2)를 형성한다. 이렇게 하여 그 상부와 하부간에 상이한 수소함유량을 갖는 탄소보호막을 쉽게 제조할수가 있다.The atmosphere containing hydrogen used for forming the carbon film is preferably an inert gas atmosphere containing CmHn. In this case, initially formed in a CmHn- inert gas atmosphere containing 20% or more of CmHn content to form a lower protective layer (Cm1), which is an initial layer, and then formed in a CmHn- inert gas atmosphere having a CmHn content of less than 20%, to form a protective film on the surface side. The upper portion Cm2 is formed. In this way, a carbon protective film having a different hydrogen content between the upper part and the lower part can be easily manufactured.

또는 상기의 탄소보호막을 형성할 때 처음에는 CmHn량을 20%이상 함유한 CmHn- 불활성가스 분위기중에서 형성하여 초기층인 보호막 하부(Cm1)를 형성하고, 이어서 CmHn량이 10-20%미만의 CmHn- 불활성 가스 분위기중에서 형성하여 표면측의 보호막 상부(Cm2)를 형성할 수도 있다.Alternatively, when the carbon protective film is formed, it is initially formed in a CmHn-inert gas atmosphere containing 20% or more of CmHn, thereby forming a lower portion of the protective film (Cm1), which is an initial layer, followed by a CmHn- of less than 10-20%. It may be formed in an inert gas atmosphere to form the protective film upper portion Cm 2 on the surface side.

탄소보호막을 형성하는 CmHn- 불활성 가스는 처음에는 CmHn량을 20%이상 함유한 CmHn- 불활성 가스분위기로 하고 막형성 중에 서서히 불활성 가스를 증가시키도록 할 수 있다.The CmHn-inert gas forming the carbon protective film may initially be a CmHn-inert gas atmosphere containing 20% or more of CmHn, and may gradually increase the inert gas during film formation.

탄소보호막의 상하부에서 CmHn- 불활성 가스 분위기중의 CmHn 농도를 변경할 때에 상하부에서 수소농도가 다른 탄소막은 초기에는 CmHn을 20%이상 함유한 CmHn- 불활성가스분위기로 하고 막 형성중에 서서히 불활성가스를 증가시켜서 CmHn을 희석함으로써 용이하게 실현할 수 있다.When changing the CmHn concentration in the CmHn-inert gas atmosphere in the upper and lower parts of the carbon protective film, the carbon film having different hydrogen concentration in the upper and lower parts is initially a CmHn-inert gas atmosphere containing 20% or more of CmHn, and gradually increases the inert gas during film formation. This can be easily achieved by diluting CmHn.

본 발명에 의한 기록장치의 기록매체나 자기헤드의 슬라이딩 부에 사용되는 탄소보호막은 CmHn 불활성가스 분위기중에서 형성되며, CmHn량을 20%이상 함유한 CmHn- 불활성가스 분위기중에서 보호막하부(Cm1)를 형성한 후에 탄소보호막이 형성되는 기판에 부의 직류 바이어스를 인가하여 보호막상부(Cm2)를 형성하는 방법에 의하면 CmHn농도를 제어하지 않아도 탄소보호막의 상하부에서의 수소농도를 변경할 수가 있다.The carbon protective film used for the recording medium or the sliding portion of the magnetic head of the recording apparatus according to the present invention is formed in a CmHn inert gas atmosphere, and a lower protective film Cm1 is formed in a CmHn-inert gas atmosphere containing 20% or more of CmHn content. According to the method of forming the upper portion of the protective film Cm2 by applying a negative direct current bias to the substrate on which the carbon protective film is formed, the hydrogen concentration in the upper and lower portions of the carbon protective film can be changed without controlling the CmHn concentration.

탄소보호막을 형성할 때는 기판온도를 150℃ 이하로 하고 저온에서 스퍼터링 등에 의해 막을 형성한다. 이 방법에 의하면 탄소원자의 결합이 다이아몬드 모양으로 되고 막 강도가 향상되고, 막 저항도 높아진다.When forming the carbon protective film, the substrate temperature is set to 150 ° C. or lower and a film is formed by sputtering or the like at low temperature. According to this method, the bond of carbon atoms becomes diamond-like, the film strength is improved, and the film resistance is also increased.

탄소보호막을 형성할 때에는 기층막 및 자성막을 형성한 것과 같은 장치에서 형성하고, 또 탄소보호막 형성전에 고압의 불활성 가스분위기 중에서 일정시간 방치하여 냉각하는 방법에 의하면 기판으로부터 열이 전달하기 쉽게 되어 냉각효과가 향상된다.When the carbon protective film is formed, it is formed by the same device as the base layer film and the magnetic film, and the method is allowed to stand in a high pressure inert gas atmosphere for a predetermined time before cooling the carbon protective film. Is improved.

또한 탄소보호막을 수소를 함유한 분위기중에서 형성하고 또한 탄소보호막이 형성되는 기판측에 부의 직류전압을 인가함으로써 수소량(수소분압)에 대한 막특성(Id/Ig)을 낮고 또한 일정하게 유지할 수도 있다.In addition, by forming a carbon protective film in an atmosphere containing hydrogen and applying a negative DC voltage to the substrate side where the carbon protective film is formed, the film characteristic (Id / Ig) with respect to the amount of hydrogen (hydrogen partial pressure) can be kept low and constant. .

일반적으로 수소분압이 높은 분위기 중에서 형성된 탄소막일수록 그 결합이 유기물화되고 또 Id/Ig의 증가(막경도의 저하)를 가져온다. 여기에서 기판측에 부의 바이어스 전압을 인가하면 스퍼터입자의 에너지 상태를 보다 활성화하여 기판상에서의 결합성을 향상시킬 수 있다.In general, carbon films formed in an atmosphere having a high hydrogen partial pressure have organic bonds and increase Id / Ig (decrease in film hardness). In this case, when a negative bias voltage is applied to the substrate side, the energy state of the sputter particles may be activated to improve the binding property on the substrate.

이 때문에 높은 결합성(다이아몬드성)을 갖는 탄소막을 형성할 수 있어 유기물화를 억제할 수가 있다. 따라서 수소분압에 상관없이 낮은 Id/Ig를 갖는 탄소보호막의 형성을 실현할 수 있으므로 이 보호막의 안정제조가 가능해진다.For this reason, the carbon film which has high binding property (diamond nature) can be formed, and organic materialization can be suppressed. Therefore, it is possible to realize the formation of a carbon protective film having a low Id / Ig irrespective of the hydrogen partial pressure, so that the protective film can be stably manufactured.

막 저항은 바이어스 전압에 상관없이 수소량(CH4량)의 증가에 따라 증대하는 경향에 있다. 이는 막 저항이 막 중의 수소량에 의존하고 또한 막중의 수소량은 막형성 분위기에만 의존하기 때문에 바이어스 전압 인가시에도 높은 막저항이 얻어진다. 즉 높은 수소분압하에서는 바이어스를 인가함으로써 고경도이고 고저항을 갖는 보호막이 실현된다.The film resistance tends to increase as the amount of hydrogen (CH 4 amount) increases regardless of the bias voltage. This is because the film resistance depends on the amount of hydrogen in the film and the amount of hydrogen in the film depends only on the film forming atmosphere, so that a high film resistance is obtained even when a bias voltage is applied. In other words, by applying a bias under high hydrogen partial pressure, a protective film having high hardness and high resistance is realized.

상기의 이유로 인해 수소분압의 변동에 상관없이 고경도의 수소함유 탄소막을 안정하게 제조할 수가 있다. 또 자기디스크면 내에서의 특성 변동을 억제할 수 있어 그 품질향상이 가능해진다. 또한 보호막의 박막화에 대응해서 고경도이고 고저항의 보호막을 실현할 수 있다. 그 결과 자기디스크 장치의 대용량 및 고품질의 실현이 가능해진다.For the above reason, it is possible to stably produce a high hardness hydrogen-containing carbon film irrespective of fluctuations in hydrogen partial pressure. Moreover, fluctuations in characteristics in the magnetic disk surface can be suppressed, and the quality thereof can be improved. In addition, corresponding to the thinning of the protective film, a high hardness and high resistance protective film can be realized. As a result, a large capacity and high quality of the magnetic disk device can be realized.

수소를 함유한 분위기로서 CmHn- 불활성가스를 사용하여 CmHn량을 20%이상 함유한 CmHn- 불활성가스 분위기 중에서 보호막하부를 형성하여 수소분압을 용이하게 제어해서 막특성(Id/Ig)을 낮게 또한 일정하게 유지할 수가 있다.Hydrogen partial pressure is easily controlled by forming a lower portion of the protective film in a CmHn-inert gas atmosphere containing 20% or more of CmHn content using a CmHn-inert gas as an atmosphere containing hydrogen to lower the film characteristics (Id / Ig). I can keep it.

탄소보호막의 형성시의 기판 바이어스를 -50∼-300V의 범위로 하면 제22도, 제27도에 나타낸 바와 같이 CmHn농도가 증가하여도 Id/Ig가 증대하는 것을 억제할 수가 있어 내구성이 향상된다.When the substrate bias during the formation of the carbon protective film is in the range of -50 to -300 V, as shown in FIGS. 22 and 27, the increase in Id / Ig can be suppressed even if the CmHn concentration is increased, thereby improving durability. .

CmHn- 불활성가스 분위기 중에서 탄소보호막을 형성할 때에 수소량이 많아질수록 기판 바이어스 전압을 낮게 하여 기판에 투입되는 소비전력을 일정하게 유지할 수가 있다. 이렇게 하여 기판 바이어스에 의한 이온 어시스트(ion assist)의 효과를 최적화하여 고품질의 보호막을 임의의 수소량으로 형성할 수 있다.When the carbon protective film is formed in a CmHn-inert gas atmosphere, as the amount of hydrogen increases, the substrate bias voltage is lowered, so that power consumption input to the substrate can be kept constant. In this way, the effect of ion assist by the substrate bias can be optimized to form a high quality protective film in any amount of hydrogen.

CmHn- 불활성가스 분위기 중에서 탄소보호막을 형성할 때에 수소량이 많을수록 타겟 표면의 수직방향 자장을 보다 약하게 하여 기판 바이어스 이외의 방법으로도 Id/Ig의 증가를 억제하여 내구성을 향상시킬 수 있다.When forming a carbon protective film in a CmHn-inert gas atmosphere, the higher the amount of hydrogen, the weaker the vertical magnetic field of the target surface, and the increase in Id / Ig can be suppressed by a method other than the substrate bias, thereby improving durability.

기판 바이어스 전압을 -50∼-150V의 범위로 하고 탄소보호막 형성시의 기판온도를 150℃ 이하의 저온으로 함으로써 라만분광에 의한 Id/Ig가 적어져서 막강도가 향상되고 또 막 저항도 높아진다.By setting the substrate bias voltage in the range of -50 to -150V and the substrate temperature at the time of forming the carbon protective film at a low temperature of 150 ° C or less, Id / Ig due to Raman spectroscopy decreases, the film strength is improved and the film resistance is also increased.

기판 바이어스 전압의 인가시에 기판측에 흐르는 전류치를 0.6A로 억제하면 형성되는 탄소보호막에 대한 손상을 억제할 수 있다.By suppressing the current value flowing to the substrate side at 0.6 A when the substrate bias voltage is applied, damage to the formed carbon protective film can be suppressed.

기판 바이어스 전압을 펄스형상으로 일정한 주기로 인가하면 기판 바이어스 전압인가시의 제어가 쉬워진다.When the substrate bias voltage is applied in a pulsed cycle at regular intervals, the control when the substrate bias voltage is applied becomes easy.

수소함유 탄소보호막을 자기디스크와 자기헤드의 쌍방으로 형성할 때에 자기헤드의 탄소보호막 형성시보다 자기디스크의 탄소보호막 형성시의 기판 바이어스 전압을 낮게 설정하여 자기디스크의 탄소보호막의 마모특성을 자기헤드의 탄소보호막보다 양호하게 할 수 있다. 이렇게 하여 자기디스크의 탄소보호막을 보다 얇게 할 수가 있어서 기록재생특성이 뛰어난 매체의 가공이 가능해진다.When the hydrogen-containing carbon protective film is formed between the magnetic disk and the magnetic head, the substrate bias voltage at the time of forming the carbon protective film of the magnetic disk is set lower than the carbon protective film of the magnetic head, so that the wear characteristics of the carbon protective film of the magnetic disk are reduced. It can be made better than the carbon protective film. In this way, the carbon protective film of the magnetic disk can be made thinner, so that a medium having excellent recording and reproducing characteristics can be processed.

탄소보호막을 형성할 때에 기층막 및 자성막을 형성하는 장치와 동일 장치내에서 이 탄소보호막을 형성할 수 있으므로 막형성장치를 공용할 수 있으며 또한 탄소보호막 형성전에 높은 압력의 불활성 가스 분위기중에 방치하여 냉각하므로 기판으로부터 열이 전달하기 쉬어져서 냉각효과가 향상되고 저온 막형성에 의한 막 성능의 향상이 현저해진다.When the carbon protective film is formed, the carbon protective film can be formed in the same device as the base layer film and the magnetic film forming device, so that the film forming device can be used in common. Therefore, heat is easily transferred from the substrate, thereby improving the cooling effect and improving the film performance due to low temperature film formation.

다음에 본 발명에 의한 자기디스크 장치의 탄소보호막과 그 제조방법이 실제로 어떻게 구체화되는가를 실시예를 참조하여 설명한다.Next, how the carbon protective film and the method of manufacturing the magnetic disk device according to the present invention are actually specified will be described with reference to Examples.

자기디스크 장치용의 탄소보호막의 실시예Example of Carbon Protective Film for Magnetic Disk Device

제16도는 본 발명에 의한 자기기록장치의 탄소보호막의 기본 구조를 나타낸 단면도이다.16 is a cross-sectional view showing the basic structure of the carbon protective film of the magnetic recording apparatus according to the present invention.

제17도는 본 발명에 의한 탄소보호막이 적용되는 자기디스크의 단면도이다.17 is a sectional view of a magnetic disk to which a carbon protective film according to the present invention is applied.

알루미늄 등의 비자성체로 된 기판(1)의 표면에 형성한 Ni-P도금층(2)상에 Cr기층(3)의 500∼3000Å, CoCr계 합금의 기록층(4)의 300∼500Å정도가 각각 Ar분위기중에서 스퍼터링법에 의해 형성된다. 그리고 기록층(4)상에 수소함유 탄소보호막(Cm)이 100∼300Å정도가 CH4-Ar분위기 중에서 스퍼터링법에 의해 형성된다.On the Ni-P plated layer 2 formed on the surface of the substrate 1 made of a nonmagnetic material such as aluminum, 500 to 3000 GPa of the Cr base layer 3 and about 300 to 500 GPa of the recording layer 4 of the CoCr alloy are Each is formed by sputtering in an Ar atmosphere. On the recording layer 4, a hydrogen-containing carbon protective film Cm of about 100 to 300 mV is formed by sputtering in a CH4-Ar atmosphere.

여기에서 탄소보호막은 초기에 35%정도의 CH4를 함유한 CH4-Ar분위기 중에서 100Å정도 형성하고, 이어서 같은 분위기중의 순 Ar가스를 증가시켜서 CH4량이 15%정도가 되도록 조정한다. 또한 기층(3) 및 기록층(4)은 가스압 5∼30mTorr, 기판온도 150∼260℃정도의 조건에서, 탄소보호막 Cm은 가스압5∼30mTorr, 기판온도 150∼200℃ 정도의 조건에서 각각 형성하였다.Here, the carbon protective film is initially formed in a CH 4 -Ar atmosphere containing about 35% CH4, and then adjusted to about 15% by increasing the net Ar gas in the same atmosphere. The base layer 3 and the recording layer 4 were formed under a gas pressure of 5 to 30 mTorr and a substrate temperature of about 150 to 260 ° C, and a carbon protective film Cm under a gas pressure of 5 to 30 mTorr and a substrate temperature of about 150 to 200 ° C. .

상기한 바와 같이 탄소보호막 Cm을 형성할 때에 CH4-Ar분위기중의 CH4 가스농도를 보호막 하부를 형성하는 초기에 35%정도로 하고, 보호막 상부를 형성할 때는 순 Ar가스량을 증가시켜서 CH4량을 15%정도로 하면 수소함유 탄소보호막의 막중의 수소농도가 보호막 하부에서 높아지고, 보호막 상부에서 낮아진다.As described above, when forming the carbon protective film Cm, the concentration of CH 4 gas in the CH 4 -Ar atmosphere is about 35% at the beginning of forming the lower portion of the protective film, and when forming the upper portion of the protective film, the amount of CH 4 is increased by increasing the net Ar gas amount. When the concentration is about 15%, the hydrogen concentration in the film of the hydrogen-containing carbon protective film becomes higher at the lower portion of the protective film and lowers at the upper portion of the protective film.

수소농도와 내마모성의 관계를 시험한 결과, 수소함유 탄소보호막중의 수소/탄소의 비가 0.45893의 경우 즉 수소농도가 너무 높아지면 내마모율은 45.7%로 낮고 135Å로 마모하는데 비해, 수소/탄소 비가 0.38142의 경우의 내마모율은 75.2%로 향상하고 마모량은 62Å로 감소한다. 따라서 자기헤드와 슬라이드하는 보호막 상부는 보호막하부에 비해 수소농도를 낮게 하는 것이 유효하다.As a result of testing the relationship between the hydrogen concentration and the abrasion resistance, the hydrogen / carbon ratio in the hydrogen-containing carbon protective film was 0.45893, that is, when the hydrogen concentration was too high, the wear resistance was low at 45.7% and abrasion at 135 kPa, whereas the hydrogen / carbon ratio was 0.38142. In this case, the wear resistance improved to 75.2% and the wear decreased to 62Å. Therefore, it is effective to lower the hydrogen concentration in the magnetic head and the upper portion of the protective film that slides compared to the lower portion of the protective film.

다음에 수소함유 탄소보호막의 형성중의 수소량(수소분압)과 내마모성 및 저항치과의 관계를 검증한다. 제18도는 막형성중의 CH4-Ar 분위기중의 수소량과 라만분광과의 관계를 나타낸 실험결과이며 횡축이 CH4가스농도(%), 종축이 라만분광에 의한 Id/Ig이다.Next, the relationship between the amount of hydrogen (hydrogen partial pressure), the wear resistance and the resistance value during the formation of the hydrogen-containing carbon protective film is verified. 18 is an experimental result showing the relationship between the amount of hydrogen in the CH 4 -Ar atmosphere during the film formation and Raman spectroscopy, the horizontal axis is CH 4 gas concentration (%), and the vertical axis is Id / Ig due to Raman spectroscopy.

여기에서 라만분광에 의한 Id/Ig는 탄소원자의 결합성을 표시하는 지침으로 하고 그 값이 적을수록 다이아몬드성의 결합량이 증가하는 것이라고 생각된다. 즉 Id/Ig가 적을수록 경도가 높고 내마모성이 뛰어나다는 것을 시사하고 있다.Here, Id / Ig by Raman spectroscopy is a guideline for indicating the bondability of carbon atoms, and it is thought that the smaller the value, the greater the amount of diamondoid bonds. In other words, the smaller the Id / Ig, the higher the hardness and excellent wear resistance.

제18도의 실험결과에 의하면 CH4-Ar분위기중의 CH4가스농도가 15∼25%정도의 범위에서는 라만분광에 의한 Id/Ig가 적고 막경도가 높으나, 15%이하의 경우 및 25%이상의 경우에는 막경도가 저하한다는 것이 관찰된다. 제19도는 막형성중의 CH4-Ar분위기중의 수소량과 막저항치와의 관계를 나타낸 실험결과이며, 횡축이 CH4가스농도(%), 종축이 저항치이다. 그래프로부터 명백한 바와 같이 막저항은 막형성중의 수소량(CH4)의 증가와 더불어 증가하는 것이 관찰된다. 이와 같이 막 저항치는 수소량의 증가와 더불어 증가하는데 비해, 제18도로부터 명백한 바와 같이 막경도는 CH4량이 약 25%를 넘으면 저하하므로 고저항과 내마모성의 쌍방을 만족할 수 있는 보호막의 형성은 곤란하다고 생각된다.According to the experimental results of FIG. 18, the concentration of CH 4 gas in the CH 4 -Ar atmosphere is about 15-25%, the Id / Ig of Raman spectroscopy is low and the film hardness is high. In this case, it is observed that the film hardness decreases. 19 is an experimental result showing the relationship between the amount of hydrogen in the CH 4 -Ar atmosphere and the film resistance value during film formation, the abscissa being the CH 4 gas concentration (%), and the ordinate being the resistance value. As is apparent from the graph, it is observed that the film resistance increases with the increase in the amount of hydrogen CH4 during film formation. As described above, the film resistance increases with the increase in the amount of hydrogen. However, as apparent from FIG. 18, the film hardness decreases when the amount of CH 4 exceeds about 25%. Therefore, it is difficult to form a protective film capable of satisfying both high resistance and wear resistance. I think.

그러나 본 발명에 의하면 탄소보호막을 형성할 때의 수소농도를 보호막하부의 형성시에는 높고 보호막상부의 형성시에는 낮아지도록 수소분압을 제조함으로써, 탄소보호막의 막중의 수소농도를 보호막하부에서는 높게 하고 보호막 상부에서는 낮게 한다.However, according to the present invention, the hydrogen partial pressure is produced so that the hydrogen concentration at the time of forming the carbon protective film is high when the lower portion of the protective film is formed and lower when the upper portion of the protective film is formed, thereby increasing the hydrogen concentration in the film of the carbon protective film at the lower portion of the protective film. Lower it at the top.

그 결과 수소함유 탄소보호막의 하부에서는 내마모성은 낮으나 저항치가 높으므로 MR헤드에도 적용할 수 있는 정도까지 고저항을 실현할 수 있고, 자기헤드가 슬라이드하는 보호막상부에서는 저항치는 낮으나 내마모성이 높으므로 내구성이 향상된다. 이와 같이 본 발명에 의하면 탄소보호막중의 수소농도를 상부보다 하부가 높도록 함으로써 고저항과 내마모성의 쌍방을 만족시키게 된다.As a result, the wear resistance is low in the lower portion of the hydrogen-containing carbon protective film, but the resistance value is high, and thus high resistance can be realized to the extent that it can be applied to the MR head.In the upper portion of the protective film on which the magnetic head slides, the resistance is low, but the wear resistance is high, so the durability is improved. do. As described above, according to the present invention, the hydrogen concentration in the carbon protective film is made higher than the upper part to satisfy both high resistance and wear resistance.

또한 수소함유 탄소보호막은 3층 이상으로 할 수도 있고, 또 형성조건을 서서히 변경하여 수소농도가 연속적으로 다른 탄소보호막으로 하여도 된다.The hydrogen-containing carbon protective film may be three or more layers, and the formation conditions may be gradually changed to form a carbon protective film having different hydrogen concentrations continuously.

수소농도제어에 의한 탄소보호막의 제조방법의 실시예Example of Manufacturing Method of Carbon Protective Film by Hydrogen Concentration Control

상기와 같이 탄소보호막의 상부측과 하부측에서 수소농도를 변경할 때에 상부의 수소(CH4가스) 농도를 내마모성이 가장 양호한 범위로 설정하고, 하부의 수소(CH4가스)농도는 상부형성시보다 높게 설정함으로써 고저항과 내마모성의 쌍방을 최적치로 할 수가 있다.When changing the hydrogen concentration at the upper side and the lower side of the carbon protective film as described above, the upper hydrogen (CH 4 gas) concentration is set to the best wear resistance range, and the lower hydrogen (CH 4 gas) concentration is lower than that at the upper formation. By setting it high, both high resistance and abrasion resistance can be made into the optimum value.

즉 보호막 상부를 형성할 때의 CH4-Ar분위기중의 CH4량을 10∼20%로 할 경우에 보호막 하부를 형성할 때의 CH4-Ar분위기중의 CH4량을 20%이상으로 한다. 이 경우에 보호막 상부와 보호막 하부의 수소함유량을 변경할 필요가 있으므로 보호막 상부를 형성할 때와 보호막하부를 형성할 때의 CH4량의 차가 큰 것이 바람직하다. 또한 보호막상부를 형성할 때의 수소량을 보호막하부 형성시보다 줄이는 데는 Ar 가스를 서서히 증가시켜 가면 용이하게 실현될 수 있다.That is, the quantity of CH 4 -Ar atmosphere of CH 4 at the time of forming the protective film in the lower portion when the amount of CH 4 CH 4 -Ar atmosphere at the time of forming the protective film in the top 10 to 20% to 20% . In this case, since the hydrogen content of the upper part of the protective film and the lower part of the protective film needs to be changed, it is preferable that the difference in the amount of CH 4 between forming the upper part of the protective film and the lower part of the protective film is large. In addition, reducing the amount of hydrogen at the time of forming the upper portion of the protective film can be easily realized by gradually increasing the Ar gas.

제20a도, 제20b도는 본 발명의 방법의 다른 실시예이며, 제20a도는 기판홀더의 측면도, 제20b도는 정면도이다. 이 실시예에서는 보호막 상부를 형성할 때에 CH4-Ar 분위기중의 CH4가스농도를 제어함이 없이 기판측에 부의 직류전압을 인가하도록 되어 있다.20A and 20B show another embodiment of the method of the present invention. FIG. 20A is a side view of the substrate holder and FIG. 20B is a front view. In this embodiment, when forming the upper portion of the protective film, a negative DC voltage is applied to the substrate side without controlling the CH 4 gas concentration in the CH 4 -Ar atmosphere.

즉 탄소보호막을 스퍼터링 형성할 때에 자성막이 형성된 기판(1m)을 기판홀더(17)에 지지하여 양측의 탄소타겟(20, 20)간에서 기판홀더(17)를 금속레일(18)상에 주행시키는데, 금속레일(18)에는 직류전원(19)이 접속되어 있다.That is, when sputtering the carbon protective film, the substrate 1m on which the magnetic film is formed is supported on the substrate holder 17 to drive the substrate holder 17 on the metal rails 18 between the carbon targets 20 and 20 on both sides. The DC rail 19 is connected to the metal rail 18.

CH4량을 20%이상 함유한 CH4-Ar분위기중에서 보호막하부를 형성하고 이어서 보호막상부를 형성할 때에 금속레일(18)에 부의 전압을 인가하면 금속제의 차륜(21), 기판홀더(17)를 통해서 각 기판(1m)에 부의 전압이 인가된다. 이와 같이 스퍼터링 막형성시에 기판(1m)에 부의 기판바이어스전압을 인가하면 기판(1m)에 부착하는 수소량이 감소하여, 실질적으로 CH4가스농도를 저하시킨 것과 같은 효과가 얻어진다.CH 4 amount of a CH 4 forming the protective film in the lower -Ar atmosphere and then in forming the upper protective film by applying a negative voltage to the metal rail (18) of the metal wheel 21, the substrate holder 17 containing at least 20% A negative voltage is applied to each substrate 1m through the through. In this way, when a negative substrate bias voltage is applied to the substrate 1m at the time of sputtering film formation, the amount of hydrogen adhering to the substrate 1m is reduced, and the effect of substantially lowering the CH 4 gas concentration is obtained.

따라서 보호막하부와 동일농도의 수소분위기중에서 보호막상부를 형성할 경우에는 일정한 막두께 이상에 달한 시점에서 기판측에 부의 직류바이어스를 인가하기만 하면 되므로 쌍방의 탄소보호막형성시의 수소분압을 변경할 필요가 없어 제어가 간단해진다.Therefore, in the case of forming the upper portion of the protective film in the hydrogen atmosphere at the same concentration as the lower portion of the protective film, it is only necessary to apply a negative DC bias to the substrate side when the film thickness reaches a certain thickness or more. Therefore, it is necessary to change the hydrogen partial pressure when forming both carbon protective films. No control is simplified.

이외에도 수소함유 탄소보호막을 형성할 때의 기판온도를 150℃정도 이하의 저온으로 함으로써 막성능의 향상을 도모할 수 있다. 즉 기판온도를 낮게 하여 저온에서 스퍼터링 막형성한 편이 라만분광에 의한 Id/Ig가 적어져서 탄소원자의 결합이 다이아몬드모양으로 되어 막강도가 향상된다. 또 막저항과 내마모성의 쌍방이 다 향상된다. 그러나 막형성온도가 낮으면 막과 기판간의 밀착성이 저하하므로 밀착성을 확보하고 또한 막강도를 높일 수 있는 범위의 저온으로 하게 된다.In addition, the film performance can be improved by setting the substrate temperature at the time of forming the hydrogen-containing carbon protective film at a low temperature of about 150 ° C or lower. In other words, the lower the substrate temperature, the more sputtered films are formed at lower temperatures, so that the Id / Ig due to Raman spectroscopy decreases, so that the bonds of carbon atoms are diamond-shaped and the film strength is improved. In addition, both the film resistance and the wear resistance are improved. However, if the film formation temperature is low, the adhesion between the film and the substrate is lowered, so that the adhesion is secured and the temperature is low in the range in which the film strength can be increased.

상기와 같이 기판온도를 저온으로 하는 데는 보호막 형성전에 냉각을 가능케 하는 냉각실을 스퍼터링장치에 설치하는 것이 유효하다. 예를 들어 수소함유 탄소보호막을 형성할 때에 기층막 및 자성막을 형성하는 장치와 동일 장치내에서 탄소보호막을 형성함으로써 스퍼터링장치를 공용한다.As mentioned above, in order to make board | substrate temperature low, it is effective to provide the sputtering apparatus with the cooling chamber which enables cooling before forming a protective film. For example, when forming a hydrogen-containing carbon protective film, a sputtering apparatus is shared by forming a carbon protective film in the same apparatus as the apparatus which forms a base film and a magnetic film.

그리고, 탄소보호막 형성전에 높은 압력의 불활성가스 분위기중에서 일정시간 방치하여 냉각시킨다. 이와 같이 불활성가스의 압력을 높게 하면 기판으로부터 열을 전달하기 쉬워져서 냉각효과가 향상된다.Then, it is allowed to stand for a certain time in a high pressure inert gas atmosphere before cooling the carbon protective film. In this way, when the pressure of the inert gas is increased, heat is easily transferred from the substrate, thereby improving the cooling effect.

기판바이어스 전압인가에 의한 탄소보호막 제조방법의 실시예Example of Manufacturing Method of Carbon Protective Film by Substrate Bias Voltage Application

제21도는 본 발명의 방법으로 제조한 자기디스크의 단면도이다. 비자성의 기판(1)의 표면에 형성한 Ni-P도금층(2)상에 Cr기층(3)의 500∼300Å, CoCr계 합금의 기록층(4)의 300∼500Å정도가 각각 Ar분위기중에서 스퍼터링법에 의해 형성된다. 그리고 기록층(4)상에 수소함유 탄소보호막(Cm)의 100∼300Å정도가 CH4-Ar 분위기중에서 기판측에 -50∼-300V의 직류전압을 인가한 상태에서 스퍼터링법에 의해 형성된다.21 is a sectional view of a magnetic disk manufactured by the method of the present invention. On the Ni-P plated layer 2 formed on the surface of the nonmagnetic substrate 1, 500 to 300 mV of the Cr base layer 3 and about 300 to 500 mV of the recording layer 4 of the CoCr alloy are sputtered in the Ar atmosphere. Formed by law. On the recording layer 4, about 100 to 300 kV of the hydrogen-containing carbon protective film Cm is formed by sputtering in a state where a DC voltage of -50 to -300 V is applied to the substrate side in a CH 4 -Ar atmosphere.

또한 기층(3) 및 기록층(4)은 가스압 5∼30mTorr, 기판온도 150∼260℃ 정도의 조건에서, 탄소보호막(Cm)은 가스압 5∼30mTorr, 기판온도 150∼200℃ 정도의 조건에서 각각 형성하였다.In addition, the base layer 3 and the recording layer 4 each had a gas pressure of 5 to 30 mTorr and a substrate temperature of about 150 to 260 ° C., and the carbon protective film Cm had a gas pressure of 5 to 30 mTorr and a substrate temperature of about 150 to 200 ° C., respectively. Formed.

제22도는 상기 방법으로 형성된 제6도의 수소함유 탄소보호막의 CH4량 및 바이어스 전압의 의존성을 평가하기 위하여 라만분광의 측정결과를 나타낸 것이다. 횡축은 CH4-Ar 분위기중에서의 농도(%), 종축은 라만 분광에 의한 Id/Ig 값이다. Id/Ig의 값이 적을수록 탄소원자의 다이아몬드성의 결합량이 증가하여 경도가 높아지는 것은 상기한 바와 같다.FIG. 22 shows the results of Raman spectroscopy in order to evaluate the dependence of the CH 4 content and the bias voltage of the hydrogen-containing carbon protective film of FIG. 6 formed by the above method. The horizontal axis represents the concentration (%) in the CH4-Ar atmosphere, and the vertical axis represents the Id / Ig value by Raman spectroscopy. As the value of Id / Ig decreases, the diamond bond of the carbon atom increases and the hardness increases as described above.

제18도와 같이 기판 바이어스 전압을 인가하지 않는 경우에는 CH4 농도가 20%를 넘으면 Id/Ig가 증가하여 막 강도가 저하하는데 비해, 제22도의 0표로 나타낸 바와 같이 기판 바이어스 전압이 -150V의 경우에도, 또한 ◇표로 나타낸 바와 같이 -300V의 경우에도 CH4가스농도가 20%를 넘어도 Id/Ig는 증가하지 않는다.In the case where the substrate bias voltage is not applied as shown in FIG. 18, when the concentration of CH4 exceeds 20%, the Id / Ig increases and the film strength decreases.However, even when the substrate bias voltage is -150V as shown in the 0 table of FIG. In addition, as shown in the table, Id / Ig does not increase even if the concentration of CH 4 exceeds 20%.

상기한 바와 같이 기판에 부의 바이어스 전압을 인가하면 CH4 가스농도가 20%이상으로 증가하여도 Id/Ig는 0.8정도의 낮은 값으로 유지된다. 또 자기디스상의 부위에 의한 특성변동도 0.05 정도로서 거의 없으며, 종래의 0.15와 비교하면 양호한 결과가 얻어진다.As described above, when a negative bias voltage is applied to the substrate, the Id / Ig is maintained at a low value of about 0.8 even when the CH4 gas concentration is increased to 20% or more. In addition, there is almost no characteristic variation due to the site of the magnetic device on the order of 0.05, and compared with the conventional 0.15, a good result is obtained.

제23A도, 제23B도는 자기디스트 상에서의 특성 변동을 측정한 결과이며, 제23A도는 종래기술예, 제23B도는 본 발명에 의한 기판 바이어스를 인가한 예이다. 제23A도와 같이 기판 바이어스 전압을 인가하지 않는 경우에도 Id/Ig가 0.75로부터 0.89까지 크게 변동하고 있는 데 반해, 제23B도와 같이 기판 바이어스 전압을 인가하면 Id/Ig는 0.78로부터 0.83의 변동폭으로 축소되는 것을 알수가 있다.FIG. 23A and FIG. 23B show the results of measuring the characteristic variation on the magnetic disc. FIG. 23A is a prior art example and FIG. 23B is an example of applying the substrate bias according to the present invention. Even when the substrate bias voltage is not applied as shown in FIG. 23A, the Id / Ig fluctuates greatly from 0.75 to 0.89, whereas when the substrate bias voltage is applied as shown in FIG. 23B, the Id / Ig decreases from 0.78 to 0.83. I can see that.

제24도는 제21도에 나타낸 자기지스크의 탄소보호막(Cm)의 막저항의 측정결과를 나타낸다. 막 저항은 -150V의 기판 바이어스 전압을 인가했을 때도 제19와 같이 바이어스 전압을 인가하지 않았을 경우에도 큰 차이가 없다. 즉 바이어스 전압에 비해 막형성시의 CH4량에 크게 의존하고 있다는 것을 알수 있다. 또한 막형성시의 CH4량이 많아지미에 다라 막저항이 현저히 증가하고 있으며, 높은 수소분압 분위기(고CH4)중에서 형성된 보호막은 고경도 및 고정항을 실현할 수가 있다.FIG. 24 shows measurement results of the film resistance of the carbon protective film Cm of the magnetic jisk shown in FIG. The film resistance is not significantly different even when the substrate bias voltage of -150V is applied, even when no bias voltage is applied as in the nineteenth embodiment. That is, it can be seen that the amount of CH 4 at the time of film formation is largely dependent on the bias voltage. In addition, as the amount of CH 4 at the time of film formation increases, the film resistance is remarkably increased, and the protective film formed in a high hydrogen partial pressure atmosphere (high CH 4 ) can realize a high hardness and a fixed term.

제25도는 수소함유 탄소보호막의 CH4량 및 바이어스전압의 의존성을 평가히기 위하여 라만분광의 측정 결과를 나타낸 것이다. 그래프는 부의 기판 바이어스전압을 결과를 나타낸 것이다. 그래스는 부의 기판 바이어스 전압을 인가하지 않는 경우와, -50∼150V의 기판 바이어스 전압을 인가한 경우를 표시한다.FIG. 25 shows the results of Raman spectroscopy in order to evaluate the dependence of the CH 4 content and the bias voltage of the hydrogen-containing carbon protective film. The graph shows the result of negative substrate bias voltage. Grass represents a case where no negative substrate bias voltage is applied and a case where a substrate bias voltage of -50 to 150V is applied.

이 그래프로부터 명백한 바와 같이 기판 바이어스전압을 인가하지 않는 0표의 곡선은 CH4농도가 높아지면 Id/Ig가 증가하여 막 경도가 악화하나, ◇표의 곡선으로 나타낸 바와 같이 -50V를 인가했을 경우, □표의 곡선으로 나타낸 바와 같이 -100V를 인가했을 경우, ×표의 곡선으로 나타낸 바와 같이 -150V를 인가했을 경우에는 다같이 CH4농도가 증가하여도 Id/Ig는 증대하지 않아서 제22도의 라만분광과 마찬가지 경향의 관찰된다.As is apparent from this graph, the curve in Table 0 that does not apply the substrate bias voltage increases the Id / Ig as the CH 4 concentration increases and the film hardness deteriorates. However, when -50V is applied as indicated by the curve in the table. When -100V is applied as indicated by the curve of the table, when -150V is applied as indicated by the curve of the table, Id / Ig does not increase even when CH 4 concentration is increased. Of the tendency is observed.

따라서 제25도와 제22도의 결과를 종합하면 기판바이어스전압은 -50∼300V 정도가 최적범위나, 기판 바이어스 전압이 너무 높으면 기판측에 형성된 기록층의 역 스퍼터링 효과가 현저해지므로 -300V 정도로 넘는 것은 바람지가하지 않다.Accordingly, the results of FIG. 25 and FIG. 22 are combined, and the substrate bias voltage is about -50 to 300 V in the optimum range, but when the substrate bias voltage is too high, the reverse sputtering effect of the recording layer formed on the substrate becomes remarkable. Not windy

상기한 바와 같이 부의 기판 바이어스 전압을 인가할때에 기판측에 흐르는 전류치를 0.6A로 억제함으로써 형성되는 탄소보호막에 대한 손상을 억제할 수가 있다. 구체적인 수치는 막형성시이 전압과 막두계에 의해 결정되나, 전류치가 0.6A보다 크면 막에 대한 손상이 커지므로 0.6A이하로 하는 것이 유효한다.When the negative substrate bias voltage is applied as described above, damage to the carbon protective film formed by suppressing the current value flowing to the substrate side to 0.6 A can be suppressed. The specific value is determined by this voltage and film thickness when forming the film. However, if the current value is larger than 0.6A, damage to the film is increased.

본 발명에 의한 부의 기판바이어스 전압은 연속해서 인가하여도 좋으나 필스형상으로 일정한 주기로 인가하는 것도 상관이 없다. 이와 같이 펄스 형상으로 전압을 인가하면 기판 바이어스 전압인가시의 제어가 용이해진다.The negative substrate bias voltage according to the present invention may be applied continuously, but it does not matter whether the application is performed at regular intervals in the form of a pillar. Applying a voltage in the shape of a pulse in this manner facilitates the control when the substrate bias voltage is applied.

상기에서는 자기디스크에 수소함유 탄소보호막을 형성하는 경우에 대해서 설명하였으나, 자기헤드의 슬라이드면에 수소함유 탄소보호막을 형성하는 경우에도 그래도 적용할 수가 있다. 자기디스크와 자기헤드의 쌍방에 수소함유 탄소보호막을 형성할 때에는 자기헤드의 탄소보호막 형성시의 기판 바이어스 전압에 비해 자기디스크의 탄소보호막형성시의 기판 바이어스 전압을 낮게 설정하는 것이 유효하다.In the above, the case where the hydrogen-containing carbon protective film is formed on the magnetic disk has been described. However, the present invention can also be applied to the case where the hydrogen-containing carbon protective film is formed on the slide surface of the magnetic head. When the hydrogen-containing carbon protective film is formed on both the magnetic disk and the magnetic head, it is effective to set the substrate bias voltage at the time of forming the carbon protective film of the magnetic disk lower than the substrate bias voltage when the magnetic head is formed.

이렇게 해서 자기디스크의 탄소보호막의 내마모성을 자기헤드의 탄소보호막보다 양호하게 할 수 있으며 그 결과 자기디스크의 탄소보호막을 보다 얇게 할 수 있어 기록 재생특성이 뛰어난 매체의 제공이 가능해진다.In this way, the abrasion resistance of the carbon protective film of the magnetic disk can be made better than that of the magnetic head. As a result, the carbon protective film of the magnetic disk can be made thinner, thereby providing a medium having excellent recording and reproduction characteristics.

Id/Ig의 증가를 억제하기 위해서는 기판 바이어스 전압을 인가하는 방법 대신에 ;타겟 표면의 수직방향의 자장을 감소시키는 것도 유효하다. 제26도는 스퍼터실내의 평면도이며, 탄소보호막이 형성되는 기판을 지지하는 기판 홀더(17)의 양측에 전자석(22, 23)이 배설되어 있다.In order to suppress the increase in Id / Ig, it is also effective to reduce the magnetic field in the vertical direction of the target surface instead of applying the substrate bias voltage. FIG. 26 is a plan view in the sputtering chamber, in which electromagnets 22 and 23 are disposed on both sides of the substrate holder 17 for supporting the substrate on which the carbon protective film is formed.

전자석(22, 23)은 코일(1), 코일(2), 코일(3)을 갖추고 있으나 코일(3)의 전류를 적게 ;하면 수직자장을 약하게 할수있다. 일반적으로 20∼40A의 전류에서 수직자장이 수백Gauss정도이나, CH4량이 많을 수록 전류치를 낮게 하여 수직자장을 낮추면 Id/Ig의 증대를 억제할 수 있다는 것이 확인되었다. 구체적인 수치는 탄소보호막의 막두께와 CH4량에 의해 최적화할 필요가 있다.The electromagnets 22 and 23 are provided with the coil 1, the coil 2, and the coil 3, but if the electric current of the coil 3 is small, the vertical magnetic field may be weakened. In general, at a current of 20 to 40 A, the vertical magnetic field is about several hundred Gauss, but as the amount of CH 4 increases, the lower the current value and the lower the vertical magnetic field, the higher the Id / Ig. Specific values need to be optimized by the film thickness of the carbon protective film and the amount of CH 4 .

CH4-Ar 분위기 중에서 -50∼300V의 기판바이어스 전압을 인가하여 탄소보호막을 형성할 때에 기판온도를 150℃이하의 저온으로 하면 막 성능의 향상을 도모할 수 있다. 즉 수소 농도 제어법에 의한 탄소보호막 형성의 실시예에서도 설명한 바와 같이 기판온도를 낮게 하여 저온에서 스퍼터링 형성하는 편이 라만분광에 의한 Id/Ig가 적어져서 막강도가 향상된다. 또 막 저항과 내마모성의 쌍방의 모두 향상된다.When forming a carbon protective film by applying a substrate bias voltage of -50 to 300 V in a CH 4 -Ar atmosphere, when the substrate temperature is lower than 150 ° C., the film performance can be improved. In other words, as described in the embodiment of the carbon protective film formation by the hydrogen concentration control method, the substrate temperature is lowered to form sputtering at low temperature, thereby reducing the Id / Ig due to Raman spectroscopy, thereby improving the film strength. In addition, both the film resistance and the wear resistance are improved.

제27도는 기판온도를 150℃로 했을 경우의 CH4농도와 Id/Ig를 측정하여 라만비를 나타낸 것이다. 기판바이어스 전압이 -150V의 경우 및 -300V의 경우에, CH4농도가 20%이상으로 증가하여도 Id/Ig는 증가하지 않고 오히려 감소하는 경향에 있으며 기판온도를 저온으로 한 효과가 확인된다.FIG. 27 shows Raman ratio by measuring CH 4 concentration and Id / Ig when the substrate temperature is set at 150 ° C. In the case where the substrate bias voltage is -150V and -300V, even if the CH 4 concentration increases to 20% or more, Id / Ig does not increase but tends to decrease, and the effect of lowering the substrate temperature is confirmed.

상기한 바와 같이 기판온도를 저온으로 하는데는 보호막 형성전에 냉각을 가능케하는 냉각실을 스퍼터링장치 등에 설치하는 것이 유효하다. 예를 들어 수소 유 탄소보호막을 형성할 때에 기층막 및 자성막을 형성하는 장치와 동일 장치내에서 이 탄소보호막을 형성함으로써 스퍼터링 장치를 공용한다.As mentioned above, in order to make board | substrate temperature low, it is effective to provide the cooling chamber which enables cooling before forming a protective film etc. in a sputtering apparatus etc. For example, when forming a hydrogen-containing carbon protective film, a sputtering apparatus is shared by forming this carbon protective film in the same apparatus as the apparatus which forms a base film and a magnetic film.

그리고 탄소막형성전에 높은 압력의 불활성 가스 분위기중에서 일정시간 방치하여 냉각한다.And it cools by leaving it to stand for a predetermined time in high pressure inert gas atmosphere before carbon film formation.

CH4는 안전하고 C-H량을 제어하기 쉬우므로 상기한 각실시예에서는 탄소보호막을 형성할때의수소를 함유한 분위기로서 CH4를 함유한 분위를 채용하였으나, 이외에 C2H2, C2H2, C2H6, C4H10등을 사용할 수도 있다. CmHn- 불활성가스를 구성하는 불활성 가스로서 안전성이 뛰어난 Ar을 예시하였으나 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한 각 실시예는 자기헤드의 슬라이딩면에 수소함유 탄소보호막을 형성하는 경우에도 그래도 적용된다.Since CH 4 is safe and easy to control the amount of CH, in each of the above embodiments, a CH 4 containing quantum was used as an atmosphere containing hydrogen when forming a carbon protective film. In addition, C 2 H 2 , C 2 H 2 , C 2 H 6 , C 4 H 10, etc. may be used. As an inert gas constituting the CmHn-inert gas, Ar having excellent safety is exemplified, but is not limited thereto. Each embodiment is still applicable to the case where a hydrogen-containing carbon protective film is formed on the sliding surface of the magnetic head.

또한 각 실시예에서 자기디스크용의 비자성기판(1)으로 서는 알루미늄외에 유리나 세라믹 등의 기판을 사용하여도 좋으며 기층의 재료, 막두께, 형성 방법 등은 각각의 기능을 다하는 것이며 실시예에 한정되는 것이 아니며, 도한 필요에 따라 탄소보호막 Cm의 상부에 윤활층을 형성하여도 좋다.In each embodiment, as the nonmagnetic substrate 1 for the magnetic disk, a substrate such as glass or ceramic other than aluminum may be used, and the material, the film thickness, and the formation method of the base layer fulfill their respective functions. The lubricating layer may be formed on the upper portion of the carbon protective film Cm as necessary.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면 자기디스크나 자기헤드 슬라이딩면의 보호막을 수소로 함유한 분위기중에서 형성하고 또한 초기층일수록 수소농도를 높게 하여 자성막측일수록 고저항이며 내마모성이 뛰어난 특성을 얻을 수가 있다. 따라서 자성막(자기헤드의 경우에는 자기회로를 포함한다)의 내구성을 향상시킬 수 있고, 보호막을 200∼300A정도까지 박막화할 수가 있다. 그 결과 전자 변환효율이 향상하므로 보다 고기록밀도의 실현이 가능해진다.As described above, according to the present invention, the protective film of the magnetic disk or the magnetic head sliding surface is formed in an atmosphere containing hydrogen, and the initial layer has a high hydrogen concentration, and the magnetic film side has high resistance and excellent wear resistance. . Therefore, the durability of the magnetic film (including the magnetic circuit in the case of the magnetic head) can be improved, and the protective film can be thinned to about 200 to 300A. As a result, since the electron conversion efficiency is improved, higher recording density can be realized.

수소를 함유한 분위기중에서 탄소보호막을 형성할 때에 기판측에 부위 직류 바이어스를 인가함으로써 수소분압에 상관없이 안정된 고경도 보호막이 실현된다. 즉 각 자기디스크 및 자기헤드의 품질을 안정화시켜 제조 수율의 향상을 도모할 수가 있다. 또한 보호막의 박막화에 대응해서 보다 고저항이고 고경도의 보호막을 실현할 수가 있다.When forming a carbon protective film in an atmosphere containing hydrogen, by applying a site direct current bias to the substrate side, a stable high hardness protective film is realized regardless of the hydrogen partial pressure. That is, the quality of each magnetic disk and the magnetic head can be stabilized to improve the production yield. In addition, corresponding to the thinning of the protective film, a higher resistance and high hardness protective film can be realized.

Claims (12)

비자성 기판상에 순차적으로 형성된, 정보를 기억하기 위한 자기기록층과, 상기 자기기록층의 손상을 방지하기 위한 탄소보호층 및 윤활층을 포함하여 이루어진 기록매체에 있어서,A recording medium comprising a magnetic recording layer for storing information, which is sequentially formed on a nonmagnetic substrate, and a carbon protective layer and a lubricating layer for preventing damage to the magnetic recording layer. 상기 탄소보호층은 상기 자기기록층측의 수소함유량과 다른 상기 윤활층측의 수소함유량을 가지며, 상기 자기기록층측에 탄소원자함유량의 20% 이상의 수소원자함유량(또는 04.×1022cm-3이상의C-H량)을 갖는 제1수소함유탄소막과, 상기 윤활층측에 탄소원자함유량의 20% 미만의 수소원자함유량(또는 0.4×1022cm-3미만의 C-H량)을 갖는 제2수소함유탄소막으로 구성되며,The carbon protective layer has a hydrogen content on the lubrication layer side that is different from the hydrogen content on the magnetic recording layer side, and on the magnetic recording layer side, a hydrogen atom content of 20% or more of the carbon atom content (or 04. × 10 22 cm −3 or more CH content) And a second hydrogen-containing carbon film having a hydrogen atom content (or a CH content of less than 0.4 × 10 2 cm −3 ) of less than 20% of the carbon atom content on the lubricating layer side, 상기 윤활층은 상기 탄소보호층에 대한 상기 윤활층의 부착성을 높이도록 자외선으로 조사되는 것을 특징으로 하는 기록매체.And the lubricating layer is irradiated with ultraviolet rays to increase the adhesion of the lubricating layer to the carbon protective layer. 제1항에 있어서, 상기 윤활층을 구성하는 윤활제는 퍼플루오로 폴리에테르인 것을 특징으로 하는 기록매체.The recording medium of claim 1, wherein the lubricant constituting the lubricating layer is a perfluoro polyether. 제2항에 있어서, 상기 퍼플루오로 폴리에테르는 수산기 또는 방향족의 관능기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체.The recording medium of claim 2, wherein the perfluoro polyether comprises a hydroxyl group or an aromatic functional group. 전자변환소자가 탑재한 자기헤드 슬라이더의 적어도 슬라이딩측상에 적츨된 탄소보호층과, 상기 탄소보호층상에 형성된 윤활층을 포함하여 이루어진 자기헤드에 있어서,A magnetic head comprising a carbon protective layer deposited on at least the sliding side of a magnetic head slider mounted with an electron conversion element, and a lubrication layer formed on the carbon protective layer, 상기 탄소보호층은 상기 자기헤드 슬라이더측의 수소함유량과 다른 상기 윤활층측의 수소함유량을 가지며, 상기 자기헤드 슬라이더측에 탄소원자함유량의 20% 이상의 수소원자 함유량(또는 0.4×1022cm-3이상의 C-H량)을 갖는 제2수소함유탄소막으로 구성되며,The carbon protective layer has a hydrogen content on the lubrication layer side that is different from the hydrogen content on the magnetic head slider side, and a hydrogen atom content (or 0.4 on the order of 0.4 x 1022 cm -3 or more) of the carbon atom content on the magnetic head slider side. Consisting of a second hydrogen-containing carbon film having 상기 윤활층은 상기 탄소보호층에 대한 상기 윤활층의 부착성을 높이도록 자외선으로 조사되는 것을 특징으로 하는 기록매체.And the lubricating layer is irradiated with ultraviolet rays to increase the adhesion of the lubricating layer to the carbon protective layer. 제4항에 있어서, 상기 윤활층을 구성하는 윤활제는 퍼플루오로 폴리에테르인 것을 특징으로 하는 자기헤드.5. The magnetic head of claim 4 wherein the lubricant constituting the lubrication layer is perfluoro polyether. 제5항에 있어서, 상기 퍼플루오로 폴리에테르는 수산기 또는 방향족의 관능기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기헤드.6. The magnetic head of claim 5 wherein the perfluoro polyether comprises a hydroxyl group or an aromatic functional group. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 수소함유탄소막은, 수소함유량이 상기 자기기록측과 상기 윤홀층측 사이에서 점차 변화하도록 연속적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기록매체.The recording medium according to claim 1, wherein the first and second hydrogen-containing carbon films are continuously formed such that hydrogen content gradually changes between the magnetic recording side and the lubrication layer side. 제7항에 있어서, 상기 윤활층을 구성하는 윤활제는 퍼플루오로 폴리에테르인 것을 특징으로 하는 자기헤드.8. The magnetic head of claim 7, wherein the lubricant constituting the lubricating layer is a perfluoro polyether. 제8항에 있어서, 상기 퍼플루오로 폴리에테르는 수산기 또는 방향족의 관능기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체.The recording medium of claim 8, wherein the perfluoro polyether comprises a hydroxyl group or an aromatic functional group. 제10항에 있어서, 상기 제1 및 제2 수소함유탄소막은, 수소함유량이 상기 자기헤드 슬라이더측과 상기 윤활층측 사이에서 점차 변화하도록 연속적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자기헤드.11. The magnetic head according to claim 10, wherein the first and second hydrogen-containing carbon films are continuously formed such that hydrogen content gradually changes between the magnetic head slider side and the lubrication layer side. 제10항에 있어서, 상기 윤활층을 구성하는 윤활제는 퍼플루오로 폴리에테르인 것을 특징으로 하는 자기헤드.11. The magnetic head of claim 10 wherein the lubricant constituting the lubrication layer is perfluoro polyether. 제11항에 있어서, 상기 퍼플루오로 폴리에테르는 수산기 또는 방향족의 관능기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기헤드.12. The magnetic head of claim 11 wherein the perfluoro polyether comprises a hydroxyl group or an aromatic functional group.
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